換熱設(shè)備污垢超聲檢測(cè)及信號(hào)處理方法研究.pdf

1、換熱設(shè)備的結(jié)垢問題在冶金、電力、化工、航空等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中均普遍存在。目前對(duì)換熱設(shè)備污垢進(jìn)行直接檢測(cè)的方法多存在實(shí)現(xiàn)困難、無法在線進(jìn)行等問題，而較為常用、可在線進(jìn)行的熱學(xué)檢測(cè)方法也具有可靠性不足等缺點(diǎn)。因此，尋找一種可靠性高、簡(jiǎn)單易行、可在線進(jìn)行的換熱設(shè)備污垢檢測(cè)方法，一直是污垢研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
　　針對(duì)此問題，本文擬采用超聲時(shí)域反射法進(jìn)行換熱設(shè)備污垢的檢測(cè)，并對(duì)其檢測(cè)信號(hào)中的噪聲消除、渡越時(shí)間獲取等問題進(jìn)行了一系列研究。主要

2、開展研究工作如下：
　　在對(duì)換熱污垢相關(guān)理論及超聲檢測(cè)方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建換熱設(shè)備污垢超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并完成換熱污垢聲速標(biāo)定、平板及管道類換熱設(shè)備污垢超聲檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用超聲時(shí)域反射方法進(jìn)行換熱設(shè)備污垢檢測(cè)具有較高可行性。
　　由于檢測(cè)中的干擾及換熱污垢本身的質(zhì)地疏松、表面粗糙等特點(diǎn)，其超聲檢測(cè)回波信號(hào)中往往含有較多噪聲，影響著對(duì)檢測(cè)信號(hào)的后續(xù)處理。本文根據(jù)檢測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)，提出基于波原子變換理論的換熱污

3、垢超聲檢測(cè)信號(hào)降噪方法，并結(jié)合非局部均值濾波以抑制硬閾值降噪帶來的偽吉布斯振蕩問題。實(shí)驗(yàn)分析表明，此方法具有較好的降噪效果和對(duì)信號(hào)細(xì)節(jié)信息的保留能力。
　　對(duì)渡越時(shí)間的準(zhǔn)確獲取是超聲時(shí)域反射法可靠性的前提。本文對(duì)波形時(shí)域混疊度較低情況下的換熱污垢超聲檢測(cè)信號(hào)渡越時(shí)間獲取方法進(jìn)行了研究，提出以果蠅優(yōu)化匹配追蹤方法進(jìn)行回波信號(hào)稀疏分解從而實(shí)現(xiàn)渡越時(shí)間的獲取，并對(duì)其中果蠅優(yōu)化算法進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)和分析。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該算法具有較為準(zhǔn)確高效的

4、稀疏分解效果，此方法對(duì)波至?xí)r間、渡越時(shí)間讀取的準(zhǔn)確性也較高。
　　由于換熱污垢厚度過小或超聲高次回波干擾等原因，換熱設(shè)備污垢超聲檢測(cè)信號(hào)中可能出現(xiàn)波形的時(shí)域高度混疊現(xiàn)象。鑒于匹配追蹤方法不適用于此情況下的信號(hào)處理，本文對(duì)存在高度混疊情況下的換熱污垢超聲檢測(cè)信號(hào)渡越時(shí)間獲取方法進(jìn)行了研究，提出維納反卷積與高階累積 MUSIC譜估計(jì)相結(jié)合的渡越時(shí)間獲取方法，并針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中可能存在的參考信號(hào)不易準(zhǔn)確獲取問題，提出以增量維納迭代方式對(duì)此