突发型声发射信号的传播特性及定位研究

针对常规无损检测方法只能对管道静态缺陷进行检测的问题,该文研究了基于声发射的压力管道动态缺陷检测方法.在实验室条件下,对一条长15 m、直径100 mm的不锈钢管道进行了裂纹检测及定位实验,研究了声发射波通过不同管道特征(如焊缝、法兰、支路、变径)时的衰减情况,以及特殊管道附属结构对缺陷定位的影响.并分别采用定时参数补偿、实测波速补偿和衰减特性补偿等方法对缺陷定位计算结果进行了修正.     

管道附件影响的管道声发射信号衰减特性

以包含多种附件的液体和气体管道为对象,开展复杂结构管道声发射信号的衰减特性研究。通过采集不同流量压力下管道本体的声发射信号,分析其幅值衰减规律,并用DB8小波包与快速傅里叶变换(FFT)研究管道声发射信号成分变化。通过采集阀门、法兰、流量计等6种管道附件前后的声发射信号并分析衰减规律,发现对声发射信号衰减影响最大的管道部件为电磁流量计。之后重点分析了法兰上螺栓连接紧固程度对信号幅值和频率成分的影响,实验结果表明,螺栓紧固程度越高,声发射信号衰减越小。本文的相关研究结论对工程中进行输油或输气管道进行声发射检测时的传感器布设决策具有集成化的参考价值。     

基于EMD的声发射管道泄漏检测研究

针对管道泄漏声发射检测信号的非平稳特征,该文提出了基于经验模态分解(EMD)的声发射信号分析方法。该信号分析法将管道泄漏产生的复杂声发射信号分解成有限个固有模态信号(IMF),使Hilbert-Huang变换(HHT)的瞬时频率具有了实际物理意义,提高了管道泄漏检测的定位精度。结果表明,HHT法能准确描述声发射波形信号的非线性、非平稳时变特征,是声发射信号时频分析的有效工具。     

基于分布式光纤测温的水管泄漏检测与定位

利用基于拉曼散射和光时域反射技术相结合的分布式光纤测温系统,对自来水管道进行泄漏检测和定位实验研究。分析了系统的温度分辨率和水管道泄漏时泄漏点处的温差情况。选取长200 m和700 m的传感光纤对水管道进行泄漏定位实验,并对检测信号进行小波变换分析处理,最后统计对比了检测系统的漏警率。实验结果表明,该系统运行稳定且能够准确识别管道泄漏情况并进行泄漏定位,定位误差≤1 m。     

基于Gabor小波和阈值分析的声发射源定位方法

针对声发射信号多模态特性和信噪比低的特点,提出了一种将小波变换和阈值分析相结合的声发射源定位方法。对采集到的声发射信号进行信号频谱分析,提取信号主要频率成分之一的小波变换幅值,得到含有多峰值的时域波形。为消除多峰值的影响,将小波变换最大幅值的80%设为阈值。在时频空间下,确定声发射信号中同一频率下同种模态的波到达传感器的时间差,并测量该模态波在板面传播的群速度,实现声发射源定位。在大理石板上进行声发射两点线定位实验,结果证实该方法的确能提高声发射源定位精度,是一种有效的声发射源定位方法。     

基于声发射的输气管道故障检测技术研究

输气管道内夹带水和固体颗粒是产生管道腐蚀和泄漏的主要原因。该文将声发射传感器置于水平输气管道外壁面上,分别采集不同气速下,管道内含有水滴和固体颗粒的声发射信号,然后对采集到的声发射信号进行多尺度小波分析。通过对比发现,声发射信号的能量、特征频率和管道气速、管道内的颗粒种类及质量有很好的相关性。声发射技术可用于输气管道夹带水滴及固体颗粒的故障检测。     

燃气管道泄漏检测及定位技术的研究

城市燃气管网纵横交错几乎分布于整个城市的地下,而管道泄漏检测也一直是国内外人们非常关注的一个重要问题,如果能够及时发现泄漏并确定泄漏位置就能有效地减小燃气泄漏造成的危害。研究了应用管道泄漏时产生的负压波对泄漏进行检测与定位的原理,设计了用于负压波信号传感及采集的硬件电路,以及对泄漏点进行定位的上位工控机软件系统。将设计的软硬件系统用于充气管道泄漏实验,结果表明采用以上原理及方法可以比较准确的检测到管道的泄漏并对漏点进行定位。     

光纤负压波管道泄漏监测系统

管道泄漏引发的负压波信号及其沿管道衰减程度与管道工况、长度及泄漏孔直径等因素有关。针对传统负压波监测方法定位精度低、可靠性差等问题,提出了一种光纤负压波管道泄漏监测方法。由泄漏负压波在管道中传播规律,通过提高传感器布设密度,降低信号衰减强度,得到了更清晰的负压波下降沿拐点信息。根据泄漏点所在传感器区间不同,提出了自适应负压波波速数值计算方法。在实验室分别对光纤与传统负压波泄漏监测方法进行对比分析,实验结果显示,在泄漏量为管道总运输量5%的工况下,光纤监测法泄漏定位误差小于1.6%,较传统的监测方法能获得更高的管道泄漏监测灵敏度及定位精度,具有更加广阔的应用前景。     

声发射技术及其在变压器局部放电检测中的应用

对声发射技术及其在变压器局部放电应用中的检测原理进行了阐述,介绍了国外最新的声发射检测仪器,主要从声发射信号分析方法、声发射源定位方法两个方面进行了综述,在声发射信号分析方法中主要介绍了信号波形处理和信号的特征参数分析两种方法。在声发射源定位中主要阐述了电-声定位和声-声定位等几种超声波定位,并对这几种方法的优缺点进行了分析。最后探讨了声发射技术及其在局部放电应用中存在的问题和发展方向。     

基于小波奇异性的管道泄漏检测方法

对小波变换的理论进行了简要的介绍,特别是信号的奇异性检测,并以输油管道泄漏后获得的负压波信号为对象,利用小波变换方法来分析信号的奇异性及奇异性位置。应用到输油管道泄漏检测中,实验证明了该方法对管道泄漏诊断的精度,同时也显示出小波分析在泄漏定位方面的优越性。     

基于二进制编码的管道缺陷超声检测方法研究

脉冲信号激励的超声波用于管道缺陷检测时,存在平均发射声功率小及探测信号频带单一的局限,且在多发多收的阵列检测场合,很难确定接收回波的发射源,不利于被测体全声场的声学特征参数解算。为此,提出了采用正弦波频率调制的二进制超声编码方法检测管道缺陷。建立传感器编码激励响应的数学模型,通过仿真得到了传感器在不同激励频率、分数带宽和码位数下的幅频响应规律,并实现了对接收信号的有效区分和发射声源的有效标识。将该方法用于管道缺陷的超声检测,实现了管道不同种类缺陷的有效检出和发射声源的有效标识,并分析了二进制编码激励方式下缺陷对不同频带的敏感性。统计结果表明,2~4位码对管道渗漏孔和裂纹缺陷的检出率高于62%,对回波信号的标识正确率高于97%。     

Acoustic emission study of defects in gallium phosphide light emitting diodes

Acoustic emission was observed from GaP:N light emitting diodes during stress operation and correlated with the degradation of light output. Acoustic emission was found to be due to the generation of dislocations which were revealed by etch pits after degradation. Acoustic signals were detected with a PZT transducer directly placed under the diode chip. Two components of acoustic signals were recorded, i.e., sharp pulses and a CW component. The light output decreased in proportion to the logarithm of time for a certain period after which the light output degraded irregularly. In the logarithmic decay period no acoustic emission was observed and the etch pit density did not increase.- The irregular degradation was always accompanied by acoustic emission and the etch pit density increased remarkably. Luminescence spectra and effective carrier concentration profiles were also compared before and after degradation. It is shown that the acoustic emission monitoring provides a novel technique to reliability physics of compound semiconductors.     

金属管裂纹声发射电磁激发试验研究

针对电磁激发实现身管裂纹检测的问题,对电磁激发原理及实现进行深入分析,采用大容量高压电容放电方式,在金属管上实现裂纹声发射电磁激发试验。通过对有、无裂纹试件,在不同激发电压下采集信号的频域对比分析,获得了金属管裂纹的声发射激发规律,为常态下火炮身管裂纹的声发射检测提供了基础。     

变模式分解在供水管道漏点定位中的应用研究

针对供水管道中泄漏声信号的非平稳特征,提出了一种基于变模式分解（Variational Mode Decomposition,VMD）的漏点定位方法。算法首先利用VMD将传感器所采集的两路泄漏声信号按预设尺度自适应地分解为若干个固有模态函数,而后根据各模态函数与原始信号的相关系数选择分量重构信号,并达到消噪的目的。通过对消噪后的信号作互相关实现时延估计,最终实现对漏点的定位。实验结果表明：VMD分解方法可以在保留泄漏声信号本质特征的前提下,消除噪声对信号的干扰。较传统的EMD方法而言,其定位精度更高。     

基于菱形光纤布拉格光栅传感阵列的声发射定位技术

声发射技术是结构损伤检测的重要手段,声发射源定位是损伤检测的首要环节。时差定位技术具有快速、高效、精确的特点,以此设计了由菱形阵列光纤布拉格光栅（FBG）传感器构成的声发射定位系统。采用小波变换和传统阈值法提取特征信号,结合互相关法获得传感器间的信号到达时差,然后根据几何定位模型求解非线性方程组得到声源可能存在的位置,最后根据时差的正负特性进一步确定声源的准确位置,有效避免了伪声源的情况。在铝合金板上,以对角线为48 cm48 cm的监测区域进行了10组测试实验验证,平均误差为1.29 cm。     

基于负压波和流量平衡的原油管道检漏定位系统

管道运输已成为现代社会不可缺少的部分,因此,研究管道泄漏检测系统具有极大的经济和社会价值。介绍了负压波和流量平衡的检测原理与定位算法,并设计了负压波和流量平衡相耦合的检漏定位系统。详细阐述了其硬件结构和软件设计思想。实际应用表明,该系统成本低且稳定可靠,能够迅速发现管道泄漏,并能精确定位。