基于多元回歸算法的非介入式壓力檢測技術(shù)研究.pdf

1、壓力容器廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)方面，為了保證其可以安全穩(wěn)定地運(yùn)行，必須實(shí)時(shí)檢測并及時(shí)控制其內(nèi)部壓力。傳統(tǒng)的測壓方法均為介入式，需要在容器管壁上開孔引壓，不但操作過程復(fù)雜，而且容易引發(fā)新的安全隱患。因此，非介入式測壓方法引起了國內(nèi)外學(xué)者的高度重視，已成為壓力檢測領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在深入分析有關(guān)文獻(xiàn)和最新成果的基礎(chǔ)上，本論文提出了一種基于多元回歸算法的壓力測量模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于基于多個(gè)轉(zhuǎn)換波形的測量模型，本論文提出的超聲波

2、壓力檢測方法可以有效減小殘余應(yīng)力的影響，在0～2MPa低壓狀態(tài)下顯著提高了測量精度，且重復(fù)性表現(xiàn)更好。本論文的主要研究成果以及創(chuàng)新點(diǎn)有如下幾個(gè)方面:
　　(1)提出了一種基于多元回歸算法的壓力測量模型。分析之前基于多個(gè)轉(zhuǎn)換波形的壓力測量模型，在0～6MPa壓力范圍內(nèi)，其平均相對(duì)誤差控制在7％以下，均方根誤差小于0.3MPa，但在低壓狀態(tài)下的測量誤差依然偏大。盡管利用多個(gè)轉(zhuǎn)換波形有效降低了溫度影響，但由于殘余應(yīng)力等因素的干擾，其壓力

3、測量精度仍有待提高。因此，針對(duì)0～2MPa低壓狀態(tài)下出現(xiàn)的模型非線性問題，本論文提出了一種基于多元回歸算法的壓力測量模型，它能夠有效抑制殘余應(yīng)力的影響，減小測量誤差。
　　(2)研究了探頭固定特性對(duì)壓力檢測性能的影響。在一發(fā)兩收探頭模式下，利用一套可以精確測量探頭荷載的機(jī)械固定裝置，深入研究了接收探頭固定特性對(duì)超聲波信號(hào)幅值和傳播時(shí)延的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著探頭荷載的增加，超聲波信號(hào)幅值會(huì)隨之增大并趨于穩(wěn)定。此外，改變兩個(gè)接收探

4、頭的荷載大小，超聲波傳播時(shí)延也會(huì)隨之而變化，而且其傳播時(shí)延改變量和由壓力容器內(nèi)壓所引起的傳播時(shí)延處于同一數(shù)量級(jí)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該確保兩個(gè)接收探頭的固定特性一致，從而提高壓力測量精度。
　　(3)搭建了壓力檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以水壓力容器為研究對(duì)象，對(duì)基于多元回歸算法的壓力測量模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)比分析了不同模型的各項(xiàng)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于基于多個(gè)轉(zhuǎn)換波形的測量模型，本論文提出的壓力測量模型可以在一定程度上減小殘余應(yīng)力的影響