基于时间反转的单通道管道导波检测新方法

针对现有时间反转导波检测中的多通道时间反转信号激励的问题,通过对时间反转传感器位置与检测信号之间关系的研究,提出一种利用传感器位置差异补偿时间反转激励信号时间差的时间反转信号错时激励方法.在此基础上,通过合理安排各传感器的轴向位置,并采用L(0,2)模态激发缺陷被动波源,可实现单通道的时间反转导波检测,有望解决现有多通道的时间反转检测方法中的瓶颈问题.数值模拟的结果还表明,增加传感器个数和增大时间反转信号截取窗宽均可达到提高缺陷的检出能力的目的.     

基于时间反转法的管道焊缝区缺陷检测研究

焊缝在整个管网系统中是比较薄弱的部分,在温度、压力、介质腐蚀和振动的影响下容易出现裂纹缺陷,对管道的安全运行产生危害,并且有的裂纹很小,通过超声导波不容易直接识别出来.对超声导波检测管道进行了研究,在分析了超声导波对焊缝小缺陷的检测后,提出了一种运用时间反转法基于L(0,2)模态超声导波进行数值模拟的方法,选择4％作为...     

基于时间反转的管道导波缺陷参数辨识方法

针对导波检测中的缺陷辨识问题,通过对不同缺陷的时间反转导波检测缺陷反射率随时间反转信号截取窗宽变化关系的研究,确定缺陷散射波场中各导波模态的能量分布规律,并据此提出一种基于时间反转的管道导波检测缺陷辨识方法。在数值模拟的基础上,选择适当的特征参数用于表征反射率—窗宽关系曲线,建立与缺陷特征相对应的关系曲线样本库,并通过聚类分析方法在库中寻找到与待检测缺陷特征最为接近的样本。结果表明,该方法可达到评判缺陷特征的目的,为最终实现缺陷反演奠定基础。     

燃气管道腐蚀缺陷电磁超声检测方法

电磁超声可用于燃气管道的内检测,但外部的腐蚀缺陷会影响厚度检测。为了研究腐蚀形成的斜面缺陷对电磁超声测厚的影响,分析了横波在斜面试件中传播和反射,发现使用横波电磁超声换能器进行斜面测量中误差产生的原因为横波的到时差异,并用基于COMSOL的有限元模型对换能和测厚过程/进行仿真,最后通过缺陷钢板的实验验证分析的结论。研究发现在小倾角的斜面缺陷情况下,测得厚度偏大;斜面越陡,误差越大。     

用于时间反转聚焦检测的测试系统设计

时间反转（TR）技术可实现目标回波的聚焦,提高检测分辨率。针对Lamb波无损检测的需要,开发了用于TR测量的测试系统。针对AFG3000系列波形发生器。编写了基于LABVIEW的控制程序,该程序通过代码转换的方法,将波形参数转换成波形发生器能够识别的BNF代码,从而向波形发生器发出指令。在检测过程中即时将检测波形时间反转后再次发射,实现了检测与激励系统的集成。     

管道缺陷的超声导波检测研究

针对管道缺陷与超声导波交互的特点,为解决在管道超声导波检测中的缺陷定位困难、轴向尺寸无法量化等繁琐和耗时严重等问题,设计了自发自收和一发一收两种管道缺陷的超声导波检测平台,对特定环形缺陷进行管道超声导波检测进行了研究,探究了环形缺陷的轴向长度和径向深度对超声导波检测的影响。结果表明:采用自设计的超声导波检测平台可实现管道缺陷的定位检测及轴向尺寸定量检测,缺陷的轴向长度主要影响缺陷回波的形态,缺陷的径向深度主要影响回波的能量。     

压力管道超声导波检测技术研究

在化工及其相关类工厂中大量压力管道被集中在管廊上,沿着装置或在厂区外布置。管廊上压力管道的距离长,离地距离高,而常规检测技术是单点检测,对于数量庞大的管道,其检测成本高,效率低。超声导波检测技术具有可以同时检测管道内外壁且检测效率高的优点。超声导波检测技术作为一种局部检测范围的检测手段,已经发展成为重要的管道检测技术。     

基于超声导波时间反转理论的板结构健康监测

研究将连续波的相位共轭法发展成为导波的时间反转法,从而克服超声导波在非均匀性介质中传播难以聚焦的情况。推导多个传感器理论上时间反转聚焦公式,建立试验系统,对时间反转法在板中传播进行试验验证,得出结论。时间反转法处理为复杂、分析难度大的信号提供了新的思路,在超声导波结构健康监测研究中可以取得比较理想的效果。     

天然气管道超声流量计计量方法研究

气体超声流量计是一种依据超声波在速度分布均匀的气体流场中,进行顺逆流传播时间差流量值计算的方法。由于其具有低压损、高精度和宽量程的优势,被广泛应用于天然气贸易计量场合。但是,在使用超声流量计计算流量时,由于扰流元件、管壁粗糙度等因素导致气体流速不均匀,产生计算误差。根据西气东输管道数据,选择DN500和DN1000这2种管径的管道作为研究对象,根据超声流量计测量处前后管段的流场,分析了单声道单弯头和单声道异面双弯头在不同直径、位置和流量等工况条件下,对超声流量计计量误差的影响,为准确计量天然气大管径超声流量计提供参考。     

管道泄漏检测方法研究综述

管道泄漏常常造成环境污染、财产损失和人员伤亡,由于其发生的隐蔽性,对管道泄漏的及时识别与准确定位具有重要的现实意义。按照结构损伤识别方法的分类标准,将管道泄漏检测方法分为基于模型的方法、基于信号处理的方法和基于人工智能的方法。围绕这3类方法,分别重点介绍了管道泄漏固体模型、流体模型、泄漏信号识别和定位处理方法、人工神经网络,以及支持向量机辨识管道泄漏方法的国内外研究现状,梳理了众多文献间的区别和联系。最后分析了各检测方法存在的不足,对未来管道泄漏检测研究方向进行了展望。     

小管道超声在役检测的聚焦超声场研究

引入扫描带重叠系数的概念,建立了多探头阵列式、多探头旋转式和单探头旋转反射镜式检测头的不漏检条件;深入 分析了小管道液浸超声检测时的聚焦超声场,建立了相应的数学模型;在此基础上,提出了检测头型式及聚焦探头参数的选 择原则;建立了小管道液浸超声检测的室内测试系统。试验表明,在适当的采样率和系统增益的情况下,单探头反射镜式检测 头可用于小管道的超声在役检测。     

基于Lamb波时间反转法的复合材料损伤检测

为检测复合材料损伤,利用Lamb波时间反转法的聚焦特性,在复合材料布置压电传感器激励和接收Lamb波.时间反转法无需对比基准信号就能快速准确地实现损伤的判别,提出的改进损伤成像方法可实现损伤情况可视化.实验研究验证了检测方法的有效性和改进损伤成像方法的优越性.     

钢板声发射时间反转聚焦增强定位方法

声发射检测方法具有实时动态监测优点,应用越来越广泛,但是对声源的定位始终没有更大的突破。在钢板声发射检测中,提出一种基于时间反转理论的声发射源准确定位的方法。由于声发射检测是一种被动检测技术,结合时间反转聚焦理论,推导出对声源信号实现时间反转聚焦增强处理方法,可增强检测信号中声源幅值,提高信噪比;然后根据声源信号到达时间推算出声源聚焦时刻,利用弹性波传播理论对传感器监测区域重建信号传播波动图,显示出声源位置和区域;最后通过实验测试对该方法进行验证,结果表明该方法能有效提高损伤声源信号的能量,对检测区域的信号重建和定位显示准确地给出损伤声源位置。     

超声导波在管道检测中信息处理分析研究

本文主要介绍超声导波检测工作原理以及导波检测中信息处理分析的方法,包括缺陷区域定位和疑似缺陷识别、腐蚀程度判断等。通过站场的实际操作表明,运用软件分析处理可以标识管道外形明显特征（如焊缝）的位置,能够对架空管道、埋地管道和防腐层、套管内部管道的腐蚀程度做初步判断,对管道维修起到一定指导作用。     

管道腐蚀缺陷超声导波检测数值模拟研究

简述管道导波检测理论基础.运用有限元分析法,对目前现场检测中应用的L(0,2)及T(0,1)模态导波在管中传播过程进行数值模拟研究.在模型的特定部位删除部分单元模拟腐蚀缺陷,分别对管一端加载轴向和切向瞬时位移载荷模拟L(0,2)模态和T(0,1)模态入射波,计算得到管道的瞬时动力学响应,对回波信号作频谱分析.计算结果表明,缺陷位置可以根据缺陷处回波信号到达时间和波速确定.给出缺陷回波反射系数与缺陷横截面积各影响因素之间的关系曲线,可以近似判定缺陷的几何尺寸.并提出以回波信号对缺陷横截面尺寸大小的综合灵敏度来检测、评价管道腐蚀缺陷的思路.     

非金属管道损伤的非线性超声导波延时检测定位方法

由于超声导波难以准确检测非金属管道的早期损伤,本文提出了一种非线性超声导波延时方法对非金属管道结构损伤进行测试和定位。基于非线性超声调制机理分析了非金属管道损伤状态,使用同侧非线性超声的混频信号激励方式并根据超声导波传播速度的差异产生激励信号延时,然后在管道损伤处实现混频信号的非线性调制。采用HHT(Hilbert-HuangTransformation)提取混频延时信号的瞬时特征量,并通过分析非线性分量延时分组进行损伤区域检测,实现了对非金属管道裂纹损伤的定位。PVC(Ployninylchloride)非金属管道实验显示,无损伤状态下延时信号分组的标准化基准值为0.518 8;单裂纹状态下延时信号分组标准值为0.593 7,损伤定位相对误差为3.277%;双裂纹损伤状态下的标准化瞬时平均幅值为0.580 1与0.607 3,损伤定位值绝对误差小于4mm。相对于利用小波包络分解的非线性延时定位检测法,实验得到的单裂纹损伤准确度提高了36.4%。结果表明该方法能够对非金属管道裂纹损伤准确定位,并能够检测早期多裂纹损伤。     

管道焊缝无损检测综合方法研究

天然气是我国主要的清洁能源,管道作为运输天然气的主要动力系统,帮助天然气实现了大规模的运输,从而获得了较大的经济利益和社会利益。为了避免天然气在运输过程中发生管道爆裂或撕裂等恶劣事件,管道需要有良好的质量并且仔细对待管道焊接过程,避免出现裂痕等缺陷。为了有效地提高天然气管道的安全性和可靠性,在进行天然气焊接过程中,要准确把握管道焊缝无损检测技术,避免管道出现破裂、失效和泄漏等情况,本文从管道焊缝入手,探究和分析管道焊缝无损检测技术的综合方法,旨在为今后管道焊缝技术提供相应的指导依据。     

Lamb波时间反转分解损伤识别方法研究

基于主动Lamb波的结构健康监测和损伤检测是目前研究的热点之一。时间反转分解方法利用发射-接收阵列可以选择性地分别聚焦定位各个散射体.由于Lamb波传播的频散和多模式特性,导致了Lamb波时间反转传递矩阵的不对称性。基于压电激励Lamb波传播过程,分析研究了Lamb波时间反转传递矩阵显著特征值数目与散射体数目的关系,进行了Lamb波传播与损伤检测的实验研究,利用Lamb波A0和S0模式传播解析解数值反向传播,定位板中各个散射体。实验结果表明了Lamb波时间反转分解损伤识别方法的有效性,能够有效识别并定位结构损伤。     

Lamb波时间反转分解损伤识别方法研究

基于主动Lamb波的结构健康监测和损伤检测是目前研究的热点之一。时间反转分解方法利用发射-接收阵列可以选择性地分别聚焦定位各个散射体.由于Lamb波传播的频散和多模式特性,导致了Lamb波时间反转传递矩阵的不对称性。基于压电激励Lamb波传播过程,分析研究了Lamb波时间反转传递矩阵显著特征值数目与散射体数目的关系,进行了Lamb波传播与损伤检测的实验研究,利用Lamb波A0和S0模式传播解析解数值反向传播,定位板中各个散射体。实验结果表明了Lamb波时间反转分解损伤识别方法的有效性,能够有效识别并定位结构损伤。     

基于时间反转理论的结构损伤图像表征方法

结构损伤的监测、定位和辨识技术是结构健康监测研究中的一个热点,也是当前研究的难点之一.针对结构损伤监测及表征方法研究的不足,分析了时间反转聚焦和四点圆弧定位法原理,在此基础上对四点圆弧定位实现方法进行了改进和扩展,提出了基于时间反转方法的结构损伤图像表征方法,采用Lamb波主动健康监测技术在铝板结构试件上进行了实验验证研究.实验结果表明该方法能较为简单有效的表征损伤特征和范围,有助于结构健康监测的实用化.