[發明專利]非線性超聲導波時間反轉檢測管道微裂紋聚集區域的方法

無效

• 申請號: 201210338899.9
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102866202A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 郭霞生;章東;馬飛
• 申請（專利權）人: 南京大學;南通南京大學材料工程技術研究院;中航虹波風電設備有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.非線性超聲導波時間反轉檢測管道微裂紋聚集區域的方法，包括以下步驟：

（1）沿管道外側表面環向等間隔排列布置超聲換能器，利用環向等間隔分布的超聲換能器陣列激勵超聲導波，每只超聲換能器施加相同的窄帶超聲激勵，在管道外側表面激發出超聲導波，導波激勵頻率控制在縱振導波模式L(0,4)的截止頻率以下；

（2）在管的外側表面環向等間隔設置接收點，相鄰兩個接收點的距離小于超聲波環向波長的1/30，使用激光測振儀在管道外側表面進行等間隔掃描，每個接收點即激光光斑直徑小于2mm，記錄每個掃描點上的導波信號，進行導波信號采集，采集過程選擇一個軸向位置進行掃描；

（3）將采集得到的導波信號進行處理，利用帶通濾波器對其進行濾波，濾除基頻、二次諧波和四次及以上諧波，僅保留三次諧波成分，得到僅包含三次諧波成分的時域信號；

（4）將濾波得到的時域信號進行時間反轉處理；

（5）建立與被測管道在材料、結構和尺寸上相一致的有限差分模型，將時間反轉后的時域信號在原接收點輸入模型，進行時域有限差分模擬計算；

（6）在時域有限差分模擬過程中，動態觀察模型中的波動分布，若發現波動匯聚于某個小區域，該區域存在微裂紋聚集；

（7）提取波動匯聚時刻的所有模型數據，即可得到微裂紋聚集區域的位置和尺寸。

2.根據權利要求1所述非線性超聲導波時間反轉檢測管道微裂紋聚集區域的方法，其特征在于所述超聲換能器的數量為8個以上。

3.根據權利要求1所述非線性超聲導波時間反轉檢測管道微裂紋聚集區域的方法，其特征在于步驟（3）中帶通濾波器為有限長沖激響應帶通濾波器。

4.根據權利要求1所述的非線性超聲導波時間反轉檢測管道微裂紋聚集區域的方法，其特征在于：所述有限差分模型中，空間步長在各方向的尺寸應小于該方向導波波長的1/30，時間步長應小于任意方向空間步長除以該方向聲波的傳播速度（時間步長乘以某個方向上的聲傳播速度，如徑向r方向，軸向z方向和環向方向，小于該方向空間步長）。

5.根據權利要求1所述的非線性超聲導波時間反轉檢測管道微裂紋聚集區域的方法，其特征在于：所述步驟（1）中導波模式，分別為L(0,1)，L(0,2)和L(0,3)。