管道超聲導(dǎo)波缺陷信號(hào)的檢測(cè)與特征提取研究.pdf

1、管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)因克服了傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)的檢測(cè)效率低、檢測(cè)范圍窄、需要?jiǎng)冸x保護(hù)層等缺點(diǎn)，因此將引導(dǎo)今后管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。導(dǎo)波檢測(cè)方法和回波信號(hào)的處理是管道導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的兩個(gè)重要的研究領(lǐng)域，能否研究出一種有效的信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)于提前發(fā)現(xiàn)管道缺陷，避免發(fā)生重大的安全事故具有重要的意義。
　　本文在管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)的理論基礎(chǔ)上，根據(jù)L(0，2)和T(0，1)兩種模態(tài)導(dǎo)波對(duì)不同的缺陷檢測(cè)敏感度不同和遇缺陷產(chǎn)生部分模態(tài)轉(zhuǎn)換的特性，

2、利用多模態(tài)檢測(cè)技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室建立管道超聲導(dǎo)波缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，采集帶有人工預(yù)制的凹坑、孔洞和裂紋的回波信號(hào)，采用傳感器整環(huán)采集和單個(gè)傳感器采集的方式分別獲取在L(0，2)和T(0，1)兩種激勵(lì)模態(tài)下的回波信號(hào)，通過(guò)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行分析處理得到以下結(jié)果:
　　(1)在60KHz-100KHz范圍內(nèi)調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率，發(fā)現(xiàn)在85KHz～90KHz范圍內(nèi)，整環(huán)采集的缺陷回波信號(hào)幅值和信噪比最高;激勵(lì)L(0，2)模態(tài)檢測(cè)時(shí)，回波信號(hào)

3、中混入的非對(duì)稱(chēng)模態(tài)較少、信噪比較高，而激勵(lì)T(0，1)模態(tài)檢測(cè)時(shí)，缺陷回波信號(hào)的幅值較高。
　　(2)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行降噪處理，其信噪比得到有效提高，但是缺陷回波的幅值也被削減，由于管道導(dǎo)波存在頻散和多模態(tài)特性，所以無(wú)法準(zhǔn)確判斷回波中的缺陷信號(hào)。
　　(3)設(shè)計(jì)的模態(tài)對(duì)稱(chēng)算法對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理并得到模態(tài)對(duì)稱(chēng)曲線，用于表征導(dǎo)波遇缺陷產(chǎn)生的非對(duì)稱(chēng)模態(tài)幅值，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在孔洞、凹坑、裂紋缺陷位置的模態(tài)對(duì)稱(chēng)曲線幅值明顯升高。通過(guò)綜合分析L

4、(0，2)和T(0，1)兩種激勵(lì)模態(tài)下回波的對(duì)稱(chēng)模態(tài)幅值與非對(duì)稱(chēng)模態(tài)幅值，來(lái)確定缺陷位置。其中裂紋缺陷位于管道焊縫熱影響區(qū)，通過(guò)加大裂紋缺陷截面積比分別為4％，6％，10％，發(fā)現(xiàn)模態(tài)對(duì)稱(chēng)曲線的幅值隨著缺陷的增大而升高。
　　(4)繪制DAC曲線用于區(qū)分管道結(jié)構(gòu)，使用矩形窗截取準(zhǔn)確定位后的缺陷對(duì)稱(chēng)模態(tài)回波，并提取時(shí)域、頻域和變換域的特征參數(shù)。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)缺陷類(lèi)型進(jìn)行判別，選取不同激勵(lì)頻率和缺陷大小條件下的21組樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行