基于声发射的阀门泄漏检测方法的研究

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1、-国内图书分类号：TH165+.3学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文基于声发射的阀门泄漏检测方法的研究硕士研究生：严心涛导师：王广林教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学---ClassifiedIndex:TH165+.3U.D.C:621DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTHEMETHODOFTHEVALVELEAKDETECTIONBASEDONACOUSTICEMISSION

2、Candidate：YanXintaoSupervisor：Prof.WangGanglin AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineering DateofDefence：June,2011Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology---哈尔滨工业大学工学硕士学位论

3、文摘要在阀门生产和运行中，泄漏检测是其最重要的工作环节之一。针对目前国内很多厂家普遍采用效率低下的气泡检漏法的现状，本文旨在研究能快速测试阀门泄漏率的声发射检测方法。通过理论和实验分析，得出声发射泄漏检测方法是可行的，能对阀门微小泄漏进行定性分析，为实现阀门自动化泄漏检测提供了理论基础。首先，在本文中分析和对比了各种常用的泄漏检测方法的原理和特点，得出了在阀门泄漏率高于10-4Pa·m3/s下，声发射检测方法更易实现其自动化泄漏检测；并从理论上分析了阀门泄漏射流的速度场和声场，以及通过FLUENT仿真分析，得出了阀门输入压力和泄漏孔大小均对射流速度场分

4、布产生很大的影响，并进而影响射流声场的分布。其次，基于阀门泄漏产生声发射信号的原理，建立了可用于测试阀门泄漏率高于10-3Pa·m3/s的微小泄漏状态的声发射检测系统，并采用了均匀气泡法对这一微小泄漏进行标定。大量实验的结果显示，该标定方法能准确地测试出阀门的泄漏率。针对阀门泄漏产生的声发射信号在检测中易受环境噪声和电气噪声干扰的问题，设计了信号调理电路，以及采用了非抽样小波变换信号处理等手段来降低各种噪声的影响。再次，通过编制LABVIEW程序，对采集到的声发射信号分别进行了时域分析、谱分析以及小波包分析，得出了均方根、FFT功率谱、FFT功率谱密度

5、以及各频段的能量经归一化处理后的大小等特征量都与阀门泄漏率有很大的关系，可以用它们来表征阀门泄漏的状态。最后，经过大量实验统计，得出了阀门泄漏率与输入压力成指数函数关系，但输入压力只是影响阀门泄漏率的因素之一，并不能利用同一指数函数来表示它们之间的关系；以及得出了泄漏检测位置和输入压力都会对声发射信号的强度、频谱分布产生影响等结论。关键词：阀门泄漏；声发射；泄漏检测-I----哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheleakagedetectionisoneofthemostimportantpartsoftheworkinvalve’sm

6、anufacturingandoperating.However,manydomesticmanufacturersareusinganinefficientbubblemethodofleakdetectiongenerally.Forthisactuality,theacousticemission(AE)methodwasresearchedinthearticle,whichcouldrespondquicklytothevalveleakagerate.Throughthetheoreticalandexperimentalanalysis,

7、theAEmethodwasfeasibleandcouldmakequalitativeanalysisquicklyandeasilyfortinyleakonthevalve,whichprovidedrationalestorealizeautomaticdetectionofthevalveleakage.Firstly,variousmethodsofleakagedetectioncommonlyusedwereanalyzedandcontrastedintheirprinciplesandcharacteristicsinthisdi

8、ssertation,itwaslearnedthattheAEmethodwasthefit