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原文传递一种管道内膛损伤状态诊断方法

专利名称：	一种管道内膛损伤状态诊断方法
摘要：	本发明涉及管道无损检测领域，具体是涉及一种管道内膛损伤状态诊断方法。超声波电磁超声激励端向被检测管道的内膛发送信号，超声波电磁超声接收端获取反射信号。建立波形数据库，波形数据库包括管道的无损伤波形和损伤波形。将反射信号对应的波形与波形数据库中的波形进行比对，若反射信号对应的波形与损伤波形相吻合，则该被检测管道为内膛损伤管道。通过时间和信号传播的速度损伤位置。通过损伤反射信号的幅值获取内膛损伤管道的损伤尺寸。本发明的诊断方法适应多种厚壁管道内壁复杂结构的缺陷检测与识别，检测出厚壁管道的内部缺陷以及损伤位置，能够对厚壁管道隐含缺陷进行及时检测，以便维修保障，能够有效降低系统运行维护成本。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院
发明人：	张金;赵亮;叶艾;王鑫;周生;董子华;石文泽;余凯平;王学彬
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T20:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010062603.X
公开号：	CN111157624A
代理机构：	合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王挺
分类号：	G01N29/04;G01N29/07;G01N29/44;G01B17/00;G;G01;G01N;G01B;G01N29;G01B17;G01N29/04;G01N29/07;G01N29/44;G01B17/00
申请人地址：	230009 安徽省合肥市黄山路451号
主权项：	1.一种管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于，该诊断方法用于获取被检测管道内膛的损伤位置和损伤尺寸，包括如下步骤： S1，超声波电磁超声激励端和超声波电磁超声接收端沿同一径向平面设置在被检测管道的外壁上，超声波电磁超声激励端向被检测管道的内膛或内壁发送的信号为发射信号，被检测管道反射出去的信号为反射信号，超声波电磁超声接收端获取该反射信号；建立波形数据库，波形数据库包括管道的无损伤波形和损伤波形； S2，将反射信号对应的波形与波形数据库中的波形进行比对，若反射信号对应的波形与损伤波形相吻合，则该被检测管道为内膛损伤管道，该反射信号为损伤反射信号，进行步骤S3，否则被检测管道为无损伤管道； S3，通过时间Δt和信号传播的速度cg计算步骤S2中内膛损伤管道的损伤位置，其中，Δt为损伤反射信号传送至超声波电磁超声接收端所用的时间，cg为常数；通过损伤反射信号的幅值获取内膛损伤管道的损伤尺寸。 2.如权利要求1所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于，步骤S2和S3中的反射信号为步骤S1中的反射信号预处理之后的，预处理S1中的反射信号的具体步骤如下：窄带高Q值带通滤波器对超声波电磁超声接收端获取的反射信号进行滤波，微弱信号调理器对滤波之后的反射信号进行放大，获取预处理之后的反射信号。 3.如权利要求1所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于，步骤S3中计算内膛损伤管道的损伤位置的具体步骤如下：其中，t为从超声波电磁超声激励端的发射信号至超声波电磁超声接收端接收到反射信号所用的时间，t激励为超声波电磁超声激励端的发射信号的周期，k等于发射信号被反射的次数加一，l为超声波电磁超声激励端与管道损伤处的直线距离，即损伤位置。 4.如权利要求1或2或3所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于，步骤S2中损伤波形包括阴线裂纹波形、阳线磨损波形、阳线根部裂纹波形、隐含缺陷波形；损伤反射信号的幅值包括阴线裂纹波形的信号幅值y阴，阳线磨损波形的信号幅值y磨损，阳线根部裂纹波形的信号幅值y阳，隐含缺陷波形的信号幅值y隐；步骤S3中的损伤尺寸包括阴线裂纹波形对应的被检测管道的阴线裂纹沿管道轴向的尺寸x阴，阳线磨损波形对应的被检测管道的阳线沿管道径向的磨损尺寸x磨损，阳线根部裂纹波形对应的被检测管道的阳线根部沿管道周向的裂纹尺寸x阳，隐含缺陷波形对应的被检测管道的隐含缺陷对应的孔沿管道径向的尺寸x隐； y磨损＝A2x磨损+B2 y隐＝A4x隐+B4 其中，A1、B1、C1、A2、B2、A3、B3、C3、D3、E3、A4、B4均为常数。 5.如权利要求3所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于，k的计算公式如下： l探头＝R2×N×θ k＝N+2 其中，管道在激励端和接收端的位置处的径向截面的圆心为O；R1为损伤位置A与圆心O之间的距离，记为直线OA的长度；R2为激励端B与圆心O之间的距离，记为直线OB的长度；a为第一个反射信号的路径与OB之间的夹角；β为第一个反射信号的路径与OA之间的夹角；θ为OB与OA之间的夹角；l探头激励端探头与接收端探头沿圆弧面的距离；N为偶数。 6.如权利要求3所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于：管道的内直径为155mm，厚度为23.5mm，激励端与接收端沿管道外壁的弧长为81.56mm，k的值取6。 7.如权利要求1所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于：超声波电磁超声激励端向被检测管道的内膛发送的超声导波为斜入射SH波。 8.如权利要求1所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于：超声波电磁超声激励端和超声波电磁超声接收端之间的距离保持不变，且均转动设置在管道外壁上。 9.如权利要求4所述的管道内膛损伤状态诊断方法，其特征在于：A1为-0.09082，B1为1.41307，C1为0.09685，A2为2.09091，B2为3.59364，A3为-0.07284，B3为-0.04597，C3为0.41958，D3为-0.52316，E3为3.74889，A4为2.15939，B4为0.30267。
所属类别：	发明专利