原文传递
基于超声导波技术的管道缺陷定位方法研究及软件实现
| 论文题名： | 基于超声导波技术的管道缺陷定位方法研究及软件实现 |
| 关键词： | 超声导波;导波技术;管道缺陷;缺陷定位;方法研究;盲反卷积算法;周向定位;非轴对称;有限元软件;轴向位置;检测信号;检测设备;检测技术;相位解缠算法;希尔伯特变换;试验;实验室;管道无损检测;便携式工控机;傅里叶变换 |
| 摘要： | 管道在石油、天然气、化工、地下水等管网中有着广泛的应用。因长期使用，管道的内壁不可避免地被冲刷、腐蚀，致使管壁变薄甚至出现裂纹，严重时会发生泄漏事故。因此，维护管道安全运行，防止各类事故的发生是关系到生产和人身安全的一项重要工作。超声导波检测技术是近年来的一个研究热点，凭借其高效、可检测管壁整个厚度等优势，已成为当前管道无损检测的重要手段之一。但是，目前国内应用该检测技术对管道缺陷的定位局限于轴向定位，缺少对周向定位的研究。 本文正是从此问题出发，根据相关检测理论、算法及实验室现有检测设备，以实现缺陷在管道中的定位为目标，主要做了以下几方面的工作： 1.根据实验室的现有检测设备，即便携式工控机，基于LabVIEW软件平台，开发超声导波专用检测软件，实现对管道的在线实时监测。软件提供了频域变换，希尔伯特变换，短时傅里叶变换，小波降噪等信号处理功能。此外，软件还具有实时存储、数据回放、光标设置等辅助功能。 2.针对管道缺陷的周向定位问题，将改进盲反卷积算法引入超声导波检测领域。改进盲反卷积算法由盲反卷积算法和相位解缠算法组成，其中，前者是通过对传感器阵列信号的数据处理，获得管道中缺陷的周向分布情况；后者是通过降低检测信号中相位缠绕带来的干扰，提高盲反卷积算法在周向定位上的准确度。 3.采用有限元软件ANSYS，建立一个带有通透型周向裂纹缺陷的管道模型，采用140kHz下的轴对称和非轴对称导波进行数值计算，并根据仿真结果进行了管道中缺陷的定位，证明了改进盲反卷积算法在管道缺陷周向定位上的可行性。 4.搭建试验检测系统，对含有裂缝缺陷的钢质管道进行试验研究。根据脉冲回波检测原理和改进盲反卷积算法，对检测信号进行分析与处理，采用轴对称纵向模态L（0，1）来确定缺陷的轴向位置；采用非轴对称弯曲模态F（1，3）来确定缺陷的周向位置。试验结果准确地反映出管道缺陷的周向和轴向位置。 |
| 作者： | 武颖 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 何存富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
