场指纹法无损监测技术综述.pdf

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1、第３７卷第８期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ８２０１６年８月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｕｇ．２０１６场指纹法无损监测技术综述李宇庭，甘芳吉，万正军，宋康，廖俊必（四川大学制造科学与工程学院成都６１００６５）摘要：金属结构和设备在服役过程中不可避免会出现各种缺陷，如腐蚀、应力裂纹、气体渗入等。为了确保设备的安全，需要对设备的缺陷进行精确实时地监测。场指纹法（ＦＳＭ）作为一种高性能、多参数的金属结构安全无损监测方法，具有缺陷定位、缺陷识别及缺陷尺寸定量测量的能力；同时温度适应范围

2、大（－４０～４５０℃）；不需要对被测结构安装额外传感器，具有非破坏性、安全性好等优点，已经在国内外的设备安全监测中得到了较广泛地应用。典型的应用包括储物罐焊缝裂纹监测、桥梁应力裂纹监测及油气管道腐蚀监测；其中油气管道腐蚀监测是ＦＳＭ技术最为广泛和重要的应用。介绍了ＦＳＭ的基本原理及国内外研究现状，在对其局限性进行详细分析后，针对ＦＳＭ的几个典型应用深入给出具体技术实现和相关结论。对ＦＳＭ技术发展，特别是进一步提高测量精度、可靠性、多形貌缺陷识别、温度补偿等问题的研究和发展有参考意义。关键词：场指纹法；结构安全；腐蚀；裂纹；多

3、缺陷识别中图分类号：ＴＨ８９文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０ＲｅｖｉｅｗｏｆｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂａｓｅｄｏｎｆｉｅｌｄｓｉｇｎａｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄＬｉＹｕｔｉｎｇ，ＧａｎＦａｎｇｊｉ，ＷａｎＺｈｅｎｇｊｕｎ，ＳｏｎｇＫａｎｇ，ＬｉａｏＪｕｎｂｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅ

4、ｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｅｖｉｔａｂｌｙｅｎｃｏｕｎｔｅｒｄｅｆｅｃｔｓｄｕｒｉｎｇｓｅｒｖｉｃｅｐｅｒｉｏｄ，ｓｕｃｈａｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ｓｔｒｅｓｓｃｒａｃｋ，ａｉｒｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔａｎｄｓｏｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｔｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ．Ｆｉｅｌｄｓｉｇｎａｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄ（ＦＳＭ）ｉｓａｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｍｕｌｔｉ

5、ｐａｒａｍｅｔｅｒｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｍｅｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｆｅｔｙ，ｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｅｆｅｃｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｄｅｆｅｃｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｉｚｅ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ＦＳＭｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅ（－４０～４５０℃），ｎｏｔｒｅｑｕｉｒｉｎｇｔｏｉｎｓｔａｌｌｅｘｔｒ

6、ａｓｅｎｓｏｒｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｔｅｓｔ，ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｎｄｇｏｏｄｓａｆｅｔｙ．ＴｈｅＦＳＭｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂｏｔｈａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｔｈｅｔｙｐｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｎｓｉｓｔｏｆｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｗｅｌｄｉｎｇｓｅａｍｃｒａｃｋｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｂｒｉｄｇｅｓｔｒｅｓｓｃｒａｃｋｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｏｉｌｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｎｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｏｎｉｔｏ

7、ｒｉｎｇ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｓｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｏｉｌｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｎｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｓｔｈｅｗｉｄｅｓｔａｎｄｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＦＳＭｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｏｖｅｒｓｅａｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇｉｔｓｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｉｎｄｅｔａｉｌ，ｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉ

8、ｏｎｃａｓｅｓａｒｅｇｉｖｅｎ，ｔｈｅｉｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｒｅｌｅｖａｎｔｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｄｅｅｐｌｙ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｍｅａｎｉｎｇｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＦＳＭｔｅｃ