基于UTDR管道污垢超聲場(chǎng)模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、污垢是導(dǎo)致工業(yè)換熱過(guò)程能耗高、低效的根源。由于污垢產(chǎn)生條件、影響因素及作用機(jī)理的復(fù)雜性，目前很難用數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確描述，實(shí)際應(yīng)用的需要催生了將人工智能應(yīng)用于污垢在線監(jiān)測(cè)的需要。盡管已有較多換熱設(shè)備污垢進(jìn)行檢測(cè)的研究，但在污垢形成過(guò)程仍存在著檢測(cè)精度不高并且也尚無(wú)一種高效、方便、完整的檢測(cè)流程對(duì)污垢結(jié)垢程度進(jìn)行量化。超聲波技術(shù)應(yīng)用于檢測(cè)污垢的研究在膜分離污染已有大量研究，而對(duì)于各種換熱設(shè)備中管道污垢的超聲檢測(cè)，因其回波復(fù)雜等眾多因素影

2、響，檢測(cè)困難更大，研究鮮見(jiàn)報(bào)道。
　　本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行單層管道超聲場(chǎng)傳播特性研究進(jìn)行分析和總結(jié)，歸納出在超聲檢測(cè)過(guò)程固-固、固-液界面控制模型中所存在的聲-固耦合難點(diǎn)，以東北電力大學(xué)節(jié)能與測(cè)控技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室換熱設(shè)備動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)污垢管道為研究背景，基于流固耦合作用，對(duì)其超聲時(shí)域反射檢測(cè)過(guò)程中管體變形與污垢水層流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行有限元建模，分析出影響污垢厚度超聲檢測(cè)的主要因素。
　　其次針對(duì)實(shí)際檢測(cè)中的噪聲干擾，影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)污垢信號(hào)

3、處理，根據(jù)充液污垢管道仿真污垢回波信號(hào)的特點(diǎn)，提出基于完備總體平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解理論的換熱污垢超聲檢測(cè)信號(hào)降噪方法，并結(jié)合污垢檢測(cè)噪聲自相關(guān)函數(shù)特性，以抑制硬閾值和軟閾值降噪所帶來(lái)的偽吉布斯振蕩問(wèn)題，最終應(yīng)用于變量的充液污垢管道仿真試驗(yàn)與管道設(shè)備換熱污垢振動(dòng)信號(hào)，以證明所提出方法的有效性和可行性，降噪后的渡越時(shí)間提取從定性與定量?jī)煞矫鎸?shí)現(xiàn)污垢厚度精準(zhǔn)檢測(cè)，同以污垢熱阻動(dòng)態(tài)模擬自動(dòng)檢測(cè)裝置所測(cè)得的污垢熱阻時(shí)間序列相比，本文所采用的超聲時(shí)域反