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原文传递一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法

专利名称：	一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法
摘要：	本发明属于管道修复系统的无损检测技术领域，尤其涉及一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法。本发明提供的一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法，利用SH0模态导波的频散特性以及对胶结界面剪切模量的敏感性，反映出环氧树脂填充层的剪切模量变化，判断其固化状态与固化质量。钢制套筒环氧树脂固化监测方法包括有设计并搭建电磁超声监测系统；在待监测钢制套筒两侧对称设置有沿周向布置多个电磁超声SH导波换能器；采集并保存多组电磁超声导波监测信号；计算SH导波在不同电磁超声SH导波换能器之间路径传播的衰减值ATT；计算SH导波在环氧树脂层中的传播速度；计算各组信号中的频谱并绘制频谱图，计算各组信号的时频并绘制时频图等步骤。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	殷晓康;马龙辉;赵雨生;张宏远;石昆三;张紫衡
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-27T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202311259503.6
公开号：	CN116990392A
代理机构：	东营双桥专利代理有限责任公司
代理人：	方圆
分类号：	G01N29/11;G01N29/07;G01N29/44;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/11;G01N29/07;G01N29/44
申请人地址：	257091 山东省东营市北二路271号中国石油大学
主权项：	1.一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法，其特征在于，包括有如下步骤：步骤一：根据钢制套筒的几何尺寸，设计并搭建电磁超声监测系统；设计并搭建形成的电磁超声监测系统中包括有任意函数信号发生器、示波器、阻抗匹配电路、脉冲发射接收器、电磁超声SH导波换能器；步骤二：在钢制套筒安装固定完成后，浇注环氧树脂之前，在待监测的钢制套筒两侧对称设置有沿周向布置多个电磁超声SH导波换能器；步骤三：自环氧树脂浇注完成时刻起，激发SH0模态导波，采集并保存多组电磁超声导波的监测信号，直至环氧树脂固化完成；步骤四：提取各组电磁超声导波的监测信号中各直达波的峰值；计算SH导波在不同电磁超声SH导波换能器之间路径传播的衰减值ATT；步骤五：截取各组电磁超声导波的监测信号中各第二界面反射波；提取第二界面反射波的峰值和峰值抵达时间，计算SH导波在环氧树脂层中的传播速度；将计算得到的SH导波在环氧树脂层中的传播速度与SH导波在环氧树脂层中的标准横波波速进行对比，推算填充形成的环氧树脂层的剪切模量；步骤六：截取各组电磁超声导波的监测信号中的直达波和第二界面反射波，将其视为一个整体分析对象；利用快速傅里叶变换，计算各组信号中的频谱并绘制频谱图；利用连续小波变换，计算各组信号的时频并绘制时频图。 2.根据权利要求1所述的一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法，其特征在于，还包括有如下步骤：步骤七：综合SH导波的信号衰减情况、SH导波在环氧树脂层中的传播速度、频谱图及时频图中频率缺失信息，判断待监测的钢制套筒与被修复管道环空之间的环氧树脂的固化状况。 3.根据权利要求1所述的一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法，其特征在于，所述步骤一中设计并搭建形成的电磁超声监测系统中的电磁超声SH导波换能器具体由周期性矩形永磁铁、跑道形线圈、换能器外壳三部分组成；其中，周期性矩形永磁铁选用钕铁硼材质；跑道形线圈选用漆包线圈，用于实现跑道形线圈与周期性矩形永磁铁的相对固定；换能器外壳的直径与待监测的钢制套筒的外径相同，以实现相互紧密贴合。 4.根据权利要求1所述的一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法，其特征在于，所述步骤三中采集并保存多组电磁超声导波的监测信号的过程具体可描述为：以0.5h作为时间间隔；每隔0.5h采集并保存一组电磁超声导波的监测信号，直至全部电磁超声导波的监测信号采集并保存完成。 5.根据权利要求1所述的一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法，其特征在于，所述步骤四中SH导波在不同电磁超声SH导波换能器之间路径传播的衰减值ATT，满足：；其中，a为一发两收模式中用于激发SH0模态导波的电磁超声SH导波换能器的编号，b、c分别为一发两收模式中用于接受SH0模态导波的两个电磁超声SH导波换能器的编号； Lbc为编号b的电磁超声SH导波换能器与编号c的电磁超声SH导波换能器之间的周向距离；Aab为编号a的电磁超声SH导波换能器激发SH0模态导波到达编号b的电磁超声SH导波换能器的直达波的峰值，Aac为编号a的电磁超声SH导波换能器激发SH0模态导波到达编号c的电磁超声SH导波换能器的直达波的峰值。 6.根据权利要求1所述的一种钢制套筒环氧树脂固化监测方法，其特征在于，所述步骤五中SH导波在环氧树脂层中的标准横波波速的计算公式，满足：；G为环氧树脂层的剪切模量，/>为环氧树脂层的密度，/>为环氧树脂层的泊松比。
所属类别：	发明专利