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管壁缺陷的电磁超声检测技术实验研究
| 论文题名： | 管壁缺陷的电磁超声检测技术实验研究 |
| 关键词： | 电磁超声换能器;管道运输;缺陷分析;无损检测;软件设计 |
| 摘要： | 管道的质量检测是保障管道运输安全的重要手段。目前主要应用于实际监控的无损检测方法中，新兴的电磁超声技术具有与被测对象非接触、检测不需耦合剂、不需对被测对象表面进行预处理等优点，应用前景无可比拟。 本课题主要研究内容是设计一种基于电磁超声技术的金属管道裂纹缺陷检测实验系统。研究的关键步骤包括：设计实验系统，实现利用电磁超声技术激励、接收超声波；搭建实验环境，完成被测试件的制作及准备，安装、调试实验系统；采集和分析实验数据，提出实现管壁缺陷检测及缺陷定位的方法。 论文介绍了系统的工作原理，分析比较了各种超声波型的适用范围，根据被测试件的管壁厚度制作了收发分离的电磁超声换能器，电磁超声激励信号的驱动电路和电磁超声接收信号处理电路的设计，软件设计及实验数据的采集、处理和分析。换能器设计为可激励和接收兰姆波型的电磁超声换能器；硬件电路包括以EPM1270系列CPLD为核心的驱动电路模块和接收信号处理电路模块；软件设计包括基于CPLD技术的时序控制程序和MATLAB信号算法处理程序。在实验过程中，首先准备一段用于实验研究的预埋裂纹的金属管道，在管壁外表面标记刻度，接着安装实验系统，利用实验系统激励、接收电磁超声信号，采集并存储接收电磁超声信号，编写MATLAB算法程序对采集数据进行处理。在大量实验的基础上，利用接收信号幅值的衰减规律，实现管道缺陷检测以及缺陷在管道轴向位置的定位。定位缺陷的轴向位置后，在缺陷存在的管道轴向位置处沿径向同时成对转动激励和接收换能器，并采集接收电磁超声信号，分析每组采集数据并做出曲线图，利用曲线中存在电压幅值急剧变化的极小值，判断缺陷的径向位置。通过大量实验及与缺陷的实际位置对比，验证了该实验系统可以较为准确的实现管道裂纹的检测及定位。 |
| 作者： | 李爽 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 林伟国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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