管道超声导波实验系统优化及缺陷检测与定位

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1、摘莹II要超声导波管道检测问题是近年来的一个研究热点，这是因为在天然气、发电厂、石油化工、地下水管网等部门中存在着数以万计的管道。管道经长期使用，其管壁被冲刷、腐蚀，致使管壁变薄及出现裂纹，严重时发生泄漏事故。迫切需要一种高效、经济可靠的长距离管道检测技术，本文所要解决的问题就是在这样的工程背景下提出的。本文首先对国内外本课题研究领域的进展作了综述，简要介绍了超声导波技术的理论基础并引入时频分析的方法；其次，研制了管道单端激励接收转换装置，解决了长期以来无法实现的管道单端激励接收问题；优化了传感器夹具设计，使其更具有通用性并方便了安装；实现了数字示波器与计算机

2、的以太网通讯，从而建立起了一套有效的实验装置；在此实验装置的基础之上，对管道导波检测中传感器数量和频率特性进行了分析，对轴对称及非轴对称激励接收管道超声导波检测进行了大量实验研究，其实验结果与理论预测相吻合，验证了超声导波技术在管道检测中的实用性；最后，引入时频分析方法进一步研究管道缺陷回波的特性。采用小波变换方法，经过分析处理接收到的回波信号，使时域中不易分辨的缺陷信号清晰的显现出来，实现了超声导波管道检测的缺陷识别与定位，取得了较好的检测效果。关键词：超声导波；管道；缺陷；时频分析；小波变换北京丁业大学1．学坝I：学位论文AbstractUltrasoni

3、cguidedwavetechniquestoNDTinpipeshasbecomeallinteresttopicinrecentyears，primarilybecauseofthemillionsofmilesoftubingandpipingthatexistinallkindsofgas，powergeneration，watersupply,petrochemicalandmanufacturingindustries，andtheincreasinginspectionrequirementsforsafetymadproductioneffic

4、iency．Thedetectionofcorrosionanddefectsinpipeworkjsacriticalproblemina11fieldsofindustries．Asaresult．themethodtotestpipelineinlongrangeeconomicallyandeffectivelyisneeded．Theproblemtobesolvedinthispaperbasesonthiskindofengineeringbackdrop．Tkprojectjustdoesresearchonusingcertainguided

5、wavemodestodetectthepipeflaw．First．thedevelopmentinthisfieldwasintroduced．Andtherelativetheoriesandbasiswereexplained．Subsequently,anautomatictransmit．receivedevicehasbeendevelopedtorealizetheexcitationandreceptionofultrasonicguidedwavesonsingle—endofthepipeline．Havingoptimizedtlled

6、esignoftheclampwithwhichwecallmounttransducersonapipeconveniently．Thetechniqueofinternal“virtual”GPIB．thatlinksthewindowsprocessortotheoscilloscopes，permiRingfasteracquisitionsthanconventionalhardwarelinks．Thenaneffectivesystemhasbeendesignedandsetup．Theoreticalandexperimentalresult

7、sshowthatmanychoicesoftransducernumberandexcitingfrequencycanbemadetoproduceagoodresultandbecomethereferenceofthepipedefectinspectionwi也guidedwave．Axisymmetricandnon．axisymmetricsurfaceloadingonpipehavebeenstudied，Theexperimentalstudydemonstratestheuseofapracticalnon—axisymmetricpar

8、tialloadingtechniqu