一種對帶粘彈性包覆層充液管道導波檢測的方法
2024-01-28 07:59:15 1
專利名稱：一種對帶粘彈性包覆層充液管道導波檢測的方法
技術領域：
本發明涉及一種帶粘彈性包覆層充液管道導波檢測的方法，利用激勵頻率控制在縱向模態的衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m的範圍內，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬的單一軸對稱超聲導波未受幹擾的L(0，2)模態的分支部分進行帶粘彈性包覆層充液管道無損檢測的方法，屬於無損檢測技術領域。
背景技術：
目前，利用超聲導波進行管道缺陷檢測的研究已經取得較大進展。但目前主要用於單層管道、充液管道和帶包覆層管道的缺陷檢測，在選擇超聲導波檢測管道時，通常只考慮模態頻散大小，或只考慮波的衰減。然而，由於在工程實際中，在化工、熱電、供水及供熱等廠礦中常用來輸送化工產品、水等液體介質。管內介質的腐蝕衝刷使管壁減薄，而管壁長期裸露易受到潮溼空氣、土壤的腐蝕或外界損傷，引起管路洩漏和爆管事故，從而造成重大經濟損失和資源浪費。為了保護管道不受腐蝕或外力損傷，以保障管路運行安全和延長管道使用壽命，在管道內外壁常附著一層粘彈性包覆層。但由於粘彈性包覆層、管內液體的存在，使得常規無損檢測方法如超聲、渦流、磁粉和射線等無法快速有效地對這些在役的長距離帶粘彈性包覆層充液管道進行缺陷檢測。
與單層管道等結構較簡單的管道相比，帶粘彈性包覆層充液管道中超聲導波的傳播特性更加複雜，選取合適超聲導波模態用於該類管道的缺陷檢測顯得十分重要。劉增華等在2006年42卷3期《機械工程學報》中發表了一篇關於超聲導波縱向模態在充液管道中傳播特性研究的文章。主要研究了充液管道中縱向模態的傳播特性，對未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的檢測能力進行了分析，並利用長度伸縮型壓電陶瓷片激勵和接收換能器。但沒有給出適合管道缺陷的未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的具體參數，並且當管道出現粘彈性包覆層時，適合檢測的未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的頻帶和衰減也相應發生了變化，適合檢測充液管道中缺陷的未受幹擾的L(0，2)模態分支部分並不一定適合帶粘彈性包覆層充液管道中的缺陷檢測。J.L.Barshinger在2002年的博士論文「Guided wave propagation in pipes with viscoelastic coatings」中研究了高階縱向模態的檢測帶粘彈性包覆層管道中缺陷的可能性，但其沒有對低頻L(0，2)模態的檢測能力進行分析。目前，由於理論和實驗分析困難，國內外尚無人對超聲導波模態之一縱向模態在帶粘彈性包覆層充液管道缺陷檢測進行過相關研究。當粘彈性包覆層管道充液後，除了考慮縱向模態在傳播過程中部分能量被包覆層吸收後所引起的衰減，還需要考慮管中液體對縱向模態的部分能量吸收所產生的影響和對L(0，2)模態所產生的模態分支現象，由於模態分支現象，使得低頻的縱向模態傳播特性較為複雜，並且由於帶粘彈性包覆層充液管道結構複雜，接收到的縱向模態信號也較複雜，除此之外，在對管道進行導波檢測時，由於軸對稱模態從缺陷處反射回來時會產生模態轉換，一些從缺陷處反射回來的轉換模態易被誤判為缺陷回波，給缺陷的數量和位置的識別帶來困難。因此，在對該類管道進行檢測時，需要選擇衰減和頻散小，傳播距離遠，對管道中的缺陷檢測能力強的縱向模態，否則接收的波形複雜，難以分析，不能進行長距離檢測，對缺陷不敏感，並且需要採用有效方法消除模態轉換現象所產生的對缺陷數量和軸向位置定位的影響。
發明內容
本發明的目的是為了解決粘彈性包覆層充液管道無法長距離、快速、全面、在役無損檢測的現狀，為對帶粘彈性包覆層充液管道的健康狀況和使用壽命進行評估，提出了一種帶粘彈性包覆層充液管道導波檢測的方法，基於對縱向模態的理論分析，選擇衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬的單一軸對稱超聲導波未受幹擾的L(0，2)模態的分支部分對帶粘彈性包覆層充液管道內外部裂紋和腐蝕等缺陷檢測。
本發明所採用的裝置參見圖1，包括長度伸縮型壓電陶瓷環1、函數發生器2、功率放大器3、轉換開關4、數字示波器6和計算機7等，由一組長度伸縮型壓電陶瓷片並聯而成的壓電陶瓷環1安裝在帶粘彈性包覆層充液管道5上，和轉換開關4相連接，轉換開關4與數字示波器6和功率放大器3相連接，函數發生器2的輸出端和功率放大器3的輸入端連接，計算機7和數字示波器6連接。
本發明的對帶粘彈性包覆層充液管道導波檢測的方法是通過以下步驟實現的(1)如果粘彈性包覆層在管道外壁，則沿管道周向局部剝開一圈粘彈性包覆層，在剝開處周向均布多個長度伸縮型壓電陶瓷片；如果粘彈性包覆層在管道內壁，則將壓電陶瓷片直接均布在管道外壁。但粘彈性包覆層無論在內層或外層，檢測方法一樣。壓電陶瓷片的長度方向與管道軸線平行，極化方向沿壓電陶瓷片厚度方向，壓電陶瓷片的上下表面為電極。各壓電片並聯成一壓電陶瓷環1。該壓電陶瓷環1既作激勵換能器，又作接收換能器；(2)由函數發生器2產生一個中心頻率可調的窄帶脈衝，激勵頻率控制在縱向模態的衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬；(3)激勵信號經功率放大器3進行功率放大；通過轉換開關4激勵壓電陶瓷環1，在帶粘彈性包覆層充液管道5中激勵未受幹擾的L(0，2)模態分支部分；(4)激勵的未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的信號在帶粘彈性包覆層充液管道5中傳播，經缺陷和管道端部反射後，通過轉換開關4，壓電陶瓷環1又接收信號，在數字示波器6顯示，並通過乙太網埠存儲到計算機7；(5)在其他不變的條件下，改變窄帶脈衝的中心頻率，激勵同一未受幹擾的L(0，2)模態分支部分。該頻率控制在縱向模態的衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬。得到又一個時域波形；(6)對接收到的兩個頻率不同的信號中端面回波前的所有回波的時間位置進行對比，如果一信號中回波的時間位置在另一信號中同樣的時間位置出現一回波，即可確定該回波為缺陷回波，如果一信號中回波的時間位置在另一信號中同樣的時間位置沒有出現，則可確定該回波為轉換模態，不予考慮。對於確定的缺陷回波，通過缺陷回波的傳播時間乘以未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的群速度值，並除以2，即為帶粘彈性包覆層充液管道中缺陷距壓電陶瓷環1的軸向位置，從而確定缺陷的個數和軸向位置。
本發明的無損檢測方法的設計原理為選取適合帶粘彈性包覆層充液管道缺陷檢測的縱向模態，需要從理論上分析縱向模態的頻散和衰減特性，以確定縱向模態的頻率範圍。該頻率範圍控制在衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬。
利用全局矩陣法，對帶粘彈性包覆層充液管道中縱向模態傳播特性分析，在此首先考慮粘彈性包覆層在管道外壁的情況。利用Navier方程得到縱向模態在粘彈性包覆層、空心管道和液體中傳播時應力和位移表達式，然後根據應力和位移邊界條件得到一組特徵方程。
(1)粘彈性包覆層中應力和位移表達式urv=[-1A1H11(1r)-1A2H12(1r)+B1kH11(1r)+B2kH12(1r)]ei(kz-t)uzv=[-kA1H01(1r)-kA2H02(1r)-B11H01(1r)-B21H02(1r)]ei(kz-t)---(1)]]>
rrv=1A1[(k2-12)H01(1r)+21rH11(1r)]+A2[(k2-12)H02(1r)+21rH12(1r)]+B1[2k1H01(1r)-2krH11(1r)]+B2[2k1H02(1r)-2krH12(1r)]ei(kz-t)rzv=1-2k1A1H11(1r)-2k1A2H12(1r)+B1(k2-11)H11(1r)+B2(k2-12)H12(1r)ei(kz-t)---(2)]]>(2)空心管道中應力和位移表達式ur=[-2A3H11(2r)-2A4H12(2r)+B3kH11(2r)+B4kH12(2r)]ei(kz-t)uz=[-kA3H01(2r)-kA4H02(2r)-B32H01(2r)-B42H02(2r)]ei(kz-t)---(3)]]>rrv=2A3[(k2-22)H01(2r)+22rH11(2r)]+A4[(k2-22)H02(2r)+22rH12(2r)]+B3[2k2H01(2r)-2krH11(2r)]+B4[2k1H02(2r)-2krH12(2r)]ei(kz-t)rzv=1-2k2A3H11(2r)-2k2A4H12(2r)+B3(k2-22)H11(2r)+B4(k2-22)H12(2r)ei(kz-t)---(4)]]>(3)液體中應力和位移表達式 rrf=23[12(k2-32)J0(3r)+3rJ1(3r)]A3+[-ik32J0(3r)+ik3rJ1(3r)]B5ei(kz-t)rzf=3[-2ik3J1(3r)A5-(32-k2)J1(3r)B5]ei(kz-t)---(6)]]>
式中，A1，A2，A3，A4，A5，B1，B2，B3，B4和B5為待定係數；12=2cL12-k2,]]>22=2cL22-k2,]]>32=2cL32-k2,]]>12=2cT12-k2,]]>22=2cT22-k2,]]>32=2cT32-k2,]]>cT1、cT2和cT3分別為粘彈性包覆層、空心管道和液體的橫波波速；cL1、cL2和cL3分別為粘彈性包覆層、空心管道和液體的縱波波速；μ1、μ2和μ3分別為粘彈性包覆層、空心管道和液體的Lame常數；k為波數；H為Hankel函數；J為Bessel函數；r為半徑，z為軸向位置；ω為波的圓頻率。上標f、v分別表示液體和粘彈性包覆層。
帶粘彈性包覆層充液管道中的應力和位移邊界條件有(1)粘彈性包覆層外表面(r＝r1)(rrv)r=r1=0(rzv)r=r1=0---(6)]]>(2)管道和粘彈性包覆層的交界面(r＝r2)(ur)r=r2=(urv)r=r2(uz)r=r2=(uzv)r=r2(rr)r=r2=(rrv)r=r2(rz)r=r2=(rzv)r=r2---(7)]]>(3)管道和液體的交界面(r＝r3)(ur)r=r3=(urf)r=r3(uz)r=r3=(uzf)r=r3(rr)r=r3=(rrf)r=r3(rz)r=r3=(rzf)r=r3---(8)]]>利用以上位移與應力連續條件建立一組特徵方程，方程的矩陣形式為
D11D12D13D14000000D21D22D23D24000000D31D32D33D34D35D36D37D3800D41D42D43D44D45D46D47D4800D51D52D53D54D55D56D57D5800D61D62D63D64D65D66D67D68000000D75D76D77D78D79D7(10)0000D85D86D87D88D89D8(10)0000D95D96D97D98D99D9(10)0000D(10)5D(10)6D(10)7D(10)8D(10)9D(10)(10)A1A2B1B2A3A4B3B4A5B5=0---(9)]]>為使式(9)有非零解，其係數行列式必須為零。即D11D12D13D14000000D21D22D23D24000000D31D32D33D34D35D36D37D3800D41D42D43D44D45D46D47D4800D51D52D53D54D55D56D57D5800D61D62D63D64D65D66D67D68000000D75D76D77D78D79D7(10)0000D85D86D87D88D89D8(10)0000D95D96D97D98D99D9(10)0000D(10)5D(10)6D(10)7D(10)8D(10)9D(10)(10)=0---(10)]]>上式為帶粘彈性包覆層充液體管道中縱向模態的頻散方程。方程中行列式的各項具體表達式見附錄。當液體為非粘性流動介質時，頻散方程縮減為9×9的行列式。
當將式(10)中的粘彈性層和單層管道所有參數對調一下，即可得到粘彈性包覆層在單層管道內壁時帶粘彈性包覆層充液管道中縱向模態的頻散方程。
式(10)適用於粘彈性包覆層在單層管道內壁或外壁時的情況。帶粘彈性包覆層充液管道如圖2所示。圖2(a)為粘彈性包覆層8在外，單層管道9在內，液體10在單層管道9內的帶粘彈性包覆層充液管道。圖2(b)為粘彈性包覆層8在內，單層管道9在外，液體10在粘彈性包覆層8內的帶粘彈性包覆層充液管道。
本發明採用了以上的技術方案，達到了以下效果(1)可以對帶粘彈性包覆層充液管道進行長距離檢測，並能進行在役檢測；(2)只需在一處安裝換能器即可對一段較長距離的帶粘彈性包覆層充液管道整個截面進行全面檢測，檢測效率高，勞動強度低。
圖1檢測裝置原理圖；圖2帶粘彈性包覆層充液管道示意圖；圖3帶有環氧樹脂包覆層充水鋼管中扭轉模態頻散曲線；圖4帶環氧樹脂包覆層充水鋼管中的缺陷軸向位置示意圖；圖5缺陷截面示意圖；圖6激勵信號圖；圖7頻率105kHz時，在環氧樹脂包覆層充水鋼管中接收到的波形圖；圖8頻率120kHz時，在環氧樹脂包覆層充水鋼管中接收到的波形圖；圖中，1、壓電陶瓷環，2、函數發生器，3、功率放大器，4、轉換開關，5、帶粘彈性包覆層充液管道，6、數字示波器，7、計算機，8、粘彈性包覆層，9、單層管道，10、液體，11、周向缺陷，12、帶環氧樹脂包覆層充水鋼管，13、環氧樹脂層，14、鋼管，15、水，16、第一回波，17、第二回波，18、第三回波，19、第四回波，20、第五回波，21、第六回波。
具體實施例方式
結合本發明方法的內容提供一下實施例(1)將16片長寬厚分別為20mm、4mm和0.5mm的長度伸縮型壓電陶瓷片並聯組成一壓電陶瓷環1，周向均布在帶粘彈性包覆層充液管道5一端，長度方向與管道軸線平行，極化方向沿壓電陶瓷片厚度方向，壓電陶瓷片的上下表面為電極。壓電陶瓷片的長度方向與管道軸線平行，各壓電片並聯成一壓電陶瓷環1。該壓電陶瓷環1既作激勵換能器，又作接收換能器。本實施例中的帶粘彈性包覆層充液管道5為帶環氧樹脂包覆層充水鋼管12，長4m，鋼管外直徑60mm，壁厚3.5mm，環氧樹脂平均厚0.24mm。鋼的縱波波速為5960m/s，橫波波速為3260m/s，縱波衰減和橫波衰減均為0，密度為7932kg/m3；環氧樹脂縱波波速為2532m/s，橫波波速為1114m/s，密度為1170kg/m3，縱波衰減為0.068np/wl，橫波衰減為0.17np/wl；水的縱波波速為1500m/s，橫波波速、縱波衰減和橫波衰減均為0，水的密度為1000kg/m3。
根據對式(10)的數值求解，圖3給出了上述參數的帶環氧樹脂包覆層充水鋼管12中縱向模態的頻散曲線。圖3(a)和圖3(b)分別為群速度和衰減頻散曲線。圖中各未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的帶寬約在35-40kHz範圍內變化。在頻帶0-0.5MHz，衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，適合帶環氧樹脂包覆層充水鋼管12中缺陷檢測的未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的頻率範圍是93-128kHz，144-184kHz，205-245kHz，264-304kHz，319-363kHz，386-422kHz和446-483kHz。
在上述幾何及材料參數的帶環氧樹脂包覆層充水鋼管12中加工了一人工周向缺陷11，缺陷軸向位置如圖4。缺陷距帶環氧樹脂包覆層充水鋼管12一端(即壓電陶瓷環1安裝處)為3.77m。圖5給出了周向缺陷橫截面示意圖。其中，從外到內分別為環氧樹脂層13，鋼管14和水15。周向缺陷11周向弦長14mm，軸向寬1.1mm。其橫截面為整個管道橫截面的5.55％，為非穿透缺陷；(2)由函數發生器2產生一個中心頻率可調的窄帶脈衝，窄帶脈衝的類型、頻率、強度和脈衝間隔等都會對超聲導波產生影響。在本實施中，由函數發生器2產生峰峰值150mV的經漢寧窗調製的20個震蕩周期的正弦信號，選擇的頻率有兩種105kHz和120kHz，這兩個頻率下激勵的縱向模態為同一未受幹擾的L(0，2)模態分支部分。這些窄帶脈衝激勵間隔均大於20ms。這兩個激勵信號的頻率在縱向模態的衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬。採樣率為50MHz的頻率為120kHz單音頻信號如圖6所示，其中，時域波形為6(a)，頻域圖為6(b)，激勵信號的6dB帶寬約為12.5kHz；(3)激勵信號經功率放大器3進行功率放大，峰峰值達到150V；通過轉換開關4激勵壓電陶瓷環1，在帶環氧樹脂包覆層充水鋼管12中激勵未受幹擾的L(0，2)模態分支部分；
(4)激勵的縱向模態信號在帶環氧樹脂包覆層充水鋼管12中傳播，經缺陷和管道端部反射後，通過轉換開關4，壓電陶瓷環1又接收信號，在數字示波器6顯示，並通過乙太網埠存儲到計算機7；(5)頻率105kHz時，在環氧樹脂包覆層充水鋼管12中接收到波形如圖7。頻率120kHz時，在環氧樹脂包覆層充水鋼管12中接收到波形如圖8。通過分析信號中的反射回波到達接收點的時間，確定管道中周向缺陷11的軸向位置。由圖7可知，第三回波18為端面回波，在第三回波18前有第一回波16和第二回波17，由圖8可知，第四回波21為端面回波，在第四回波21前有第五回波19和第六回波20。第二回波17和第六回波20的時間位置相同，約為1.476ms。中心頻率為105kHz和120kHz時，未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的群速度均約為3.130m/ms，根據波速乘以時間可以確定傳播的距離，可知時間1.142ms時得到缺陷的位置為3.786m，與周向缺陷11的實際距離相對誤差僅為0.4％。由於第二回波17在圖8中沒有出現，第六回波20在圖7中沒有出現，可以確定為轉換模態，不予考慮。從而確定缺陷的數量和軸向位置。
附錄D11=(k2-12)H01(1r1)+21r1H11(1r1)]]>D12=(k2-12)H02(1r1)+21r1H12(1r1)]]>D13=2k1H01(1r1)-2kr1H11(1r1)]]>D14=2k1H02(1r1)-2kr1H12(1r1)]]>D21=-2k1H11(1r1)]]>D22=-2k1H12(1r1)]]>D23=(k2-12)H11(1r1)]]>D24=(k2-12)H12(1r1)]]>
D31=1[(k2-12)H01(1r2)+21r2H11(1r2)]]]>D32=1[(k2-12)H02(1r2)+21r2H12(1r2)]]]>D33=1[2k1H01(1r2)-2kr2H11(1r2)]]]>D34=1[2k1H02(1r2)-2kr2H12(1r2)]]]>D35=-2[(k2-22)H01(2r2)+22r2H11(2r2)]]]>D36=-2[(k2-22)H02(2r2)+22r2H12(2r2)]]]>D37=-2[2k2H01(2r2)-2kr2H11(2r2)]]]>D38=-2[2k2H02(2r2)-2kr2H12(2r2)]]]>D41=-2k11H11(1r2)]]>D42=-2k11H12(1r2)]]>D43=1(k2-12)H11(1r2)]]>D44=1(k2-12)H12(1r2)]]>D45=2k22H11(2r2)]]>D46=2k22H12(2r2)]]>D47=-2(k2-22)H11(2r2)]]>D48=-2(k2-22)H12(2r2)]]>D51=-1H11(1r2)]]>D52=-1H12(1r2)]]>D53=kH11(1r2)]]>D54=kH12(1r2)]]>D55=2H11(2r2)]]>D56=2H12(2r2)]]>D57=-kH11(2r2)]]>D58=-kH12(2r2)]]>D61=-kH01(1r2)]]>D62=-kH02(1r2)]]>D63=-1H01(1r2)]]>D64=-1H02(1r2)]]>D65=kH01(2r2)]]>D66=kH02(2r2)]]>D67=2H01(2r2)]]>D68=2H02(2r2)]]>D75=2[(k2-22)H01(2r2)+22r1H11(2r1)]]]>D76=2[(k2-22)H02(2r1)+22r1H12(2r1)]]]>
D77=2[2k2H01(2r1)-2kr1H11(2r1)]]]>D78=2[2k2H02(2r1)-2kr1H12(2r1)]]]>D79=-23[12(k2-32)J0(3r1)+3rJ1(3r1)]]]>D7(10)=-23[-ik32J0(3r1)+ik3r1J1(3r1)]]]>D85=-2k22H11(2r1)]]>D86=-2k22H12(2r1)]]>D87=2(k2-22)H11(2r1)]]>D88=2(k2-22)H12(2r1)]]>D89＝2ikμ3α3J1(α3r1)D8(10)=(32-k2)3J1(3r1)]]>D95=-2H11(2r1)]]>D96=-2H12(2r1)]]>D97=kH11(2r1)]]>D98=kH12(2r1)]]>D99＝α3J1(α3r1)D9(10)＝ikβ3J1(β3r1)D(10)5=-kH01(2r1)]]>D(10)6=-kH02(2r1)]]>D(10)7=-2H01(2r1)]]>D(10)8=-2H02(2r1).]]>D(10)9＝-ikJ0(α3r1)D(10)(10)=-32J0(3r1)]]>
權利要求
1.一種對帶粘彈性包覆層充液管道導波檢測的方法，其特徵在於檢測方法的步驟如下1)如果粘彈性包覆層在管道外壁，則沿管道周向局部剝開一圈粘彈性包覆層，在剝開處周向均布多個長度伸縮型壓電陶瓷片；如果粘彈性包覆層在管道內壁，則將壓電陶瓷片直接均布在管道外壁；壓電陶瓷片的長度方向與管道軸線平行，極化方向沿壓電陶瓷片厚度方向，壓電陶瓷片的上下表面為電極；各壓電陶瓷片並聯成一壓電陶瓷環(1)，該壓電陶瓷環(1)既作激勵換能器，又作接收換能器；2)由函數發生器(2)產生一個中心頻率可調的窄帶脈衝，激勵頻率控制在縱向模態的衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬；3)激勵信號經功率放大器(3)進行功率放大；通過轉換開關(4)激勵壓電陶瓷環(1)，在帶粘彈性包覆層充液管道(5)中激勵未受幹擾的L(0，2)模態分支部分；4)激勵的未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的信號在帶粘彈性包覆層充液管道(5)中傳播，經缺陷和管道端部反射後，通過轉換開關(4)，壓電陶瓷環(1)又接收信號，在數字示波器(6)顯示，並通過乙太網埠存儲到計算機(7)；5)在其他不變的條件下，改變窄帶脈衝的中心頻率，激勵同一未受幹擾的L(0，2)模態分支部分；該頻率控制在縱向模態的衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單一未受幹擾的L(0，2)模態分支的帶寬，得到又一個時域波形；6)對接收到的兩個頻率不同的信號中端面回波前的所有回波的時間位置進行對比，如果一信號中回波的時間位置在另一信號中同樣的時間位置出現一回波，即可確定該回波為缺陷回波，如果一信號中回波的時間位置在另一信號中同樣的時間位置沒有出現，則可確定該回波為轉換模態，不予考慮；對於確定的缺陷回波，通過缺陷回波的傳播時間乘以未受幹擾的L(0，2)模態分支部分的群速度值，並除以2，即為帶粘彈性包覆層充液管道中缺陷距壓電陶瓷環(1)的軸向位置，從而確定缺陷的個數和軸向位置。
全文摘要
本發明涉及一種對帶粘彈性包覆層充液管道導波檢測的方法，屬於無損檢測技術領域。利用壓電換能器激勵比較單一的軸對稱超聲導波縱向模態用於帶粘彈性包覆層充液管道無損檢測的方法在管道外壁周向軸對稱放置一組長度伸縮型壓電陶瓷片，激勵和接收衰減低於6dB/m，群速度隨頻率變化率的絕對值低於0.0003m，採樣率為50MHz的激勵信號的6dB帶寬控制小於單個未受幹擾的L(0，2)模態分支之一的帶寬的單一軸對稱超聲導波未受幹擾的L(0，2)模態的分支部分對帶粘彈性包覆層充液管道進行無損檢測。本發明解決了帶粘彈性包覆層充液管道無法長距離、快速、全面、在役無損檢測的現狀。
文檔編號G01N29/04GK1828288SQ20061007288
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月14日 優先權日2006年4月14日
發明者劉增華, 吳斌, 何存富, 王秀彥 申請人:北京工業大學