[發(fā)明專利]一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)周向Lamb波的大口徑厚壁管道缺陷定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310309390.6
• 申請(qǐng)日: 2013-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN103389339A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉增華;徐慶龍;龔裕;何存富;吳斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)周向Lamb波的大口徑厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：通過以下兩種方式實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用傳感器陣列和多通道信號(hào)激勵(lì)接收系統(tǒng)進(jìn)行檢測；全部傳感器布置在同一個(gè)被測圓周上，距缺陷最近的傳感器與其他傳感器保持相對(duì)較大距離，而其余傳感器等間距布置，并且確保該間距盡可能小；在時(shí)間反轉(zhuǎn)過程中，距缺陷最近的傳感器與其余傳感器始終處于不同的工作模式（激勵(lì)或接收）；應(yīng)用一對(duì)傳感器和單通道信號(hào)激勵(lì)接收系統(tǒng)進(jìn)行檢測；兩傳感器布置在同一個(gè)被測圓周上，距離缺陷近的傳感器固定不動(dòng)并始終工作在激勵(lì)模式，而另一傳感器沿圓周方向移動(dòng)多個(gè)位置且始終工作在接收模式；整個(gè)過程需確保另一傳感器在較小范圍內(nèi)移動(dòng)，且兩傳感器之間距離相對(duì)較大。

2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)周向Lamb波的大口徑厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：應(yīng)用傳感器陣列和多通道信號(hào)激勵(lì)接收系統(tǒng)進(jìn)行檢測；用傳感器陣列實(shí)現(xiàn)多通道周向?qū)Рǖ臅r(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦，陣列中傳感器數(shù)量大于2；此方法包含以下步驟(1)傳感器陣列中的一個(gè)單元激發(fā)周向?qū)Рǎ瑫r(shí)其余單元接收導(dǎo)波信號(hào)；(2)確定時(shí)間反轉(zhuǎn)信號(hào)的截取范圍，作為多通道信號(hào)共同的時(shí)間反轉(zhuǎn)窗；(3)將多通道信號(hào)在截取范圍內(nèi)的部分在時(shí)域中翻轉(zhuǎn)，重新加載于對(duì)應(yīng)傳感單元，同時(shí)(1)中的信號(hào)激勵(lì)單元此時(shí)用來接收多通道聚焦信號(hào)；(4)分析聚焦信號(hào)，判斷缺陷是否存在，并進(jìn)一步確定缺陷位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)周向Lamb波的大口徑厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：采用單通道信號(hào)激勵(lì)接收系統(tǒng)并且僅使用一對(duì)傳感器；采用任意波形發(fā)生器的專用觸發(fā)通道，即觸發(fā)器輸出連接器TTL?Output，以保證各通道接收信號(hào)融合時(shí)的同步性；該方法包含以下步驟(1)確定時(shí)間反轉(zhuǎn)信號(hào)的截取范圍，作為多通道信號(hào)共同的時(shí)間反轉(zhuǎn)窗；(2)實(shí)施一次單通道時(shí)間反轉(zhuǎn)操作；(3)改變接收傳感器位置n次，并重復(fù)單通道時(shí)間反轉(zhuǎn)操作相同次數(shù)，n>0；(4)將多個(gè)單通道時(shí)間反轉(zhuǎn)接收信號(hào)相加，得到多通道時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦信號(hào)；(5)分析聚焦信號(hào)，判斷缺陷是否存在并進(jìn)一步確定缺陷位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)周向Lamb波的大口徑厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：多通道時(shí)間反轉(zhuǎn)截取范圍從各通道直達(dá)波包的結(jié)束至其沿管道傳播一周的回波波包之前；截取范圍應(yīng)包含多通道信號(hào)中周向Lamb波與缺陷相互作用產(chǎn)生的波包。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)周向Lamb波的大口徑厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：識(shí)別出信號(hào)中兩處明顯的時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦波包，計(jì)算波包的峰值時(shí)間t₁和t₂、(t₂-t₁)/2就是周向Lamb波從傳感器A傳播到缺陷所需的時(shí)間；借助周向Lamb波相應(yīng)模態(tài)的波速v和楔塊長度一半d即可計(jì)算出缺陷到傳感器A的距離；第一個(gè)聚焦波包的幅值最大，并且波形周期數(shù)與原始激勵(lì)信號(hào)近似相等；第二個(gè)聚焦波包出現(xiàn)在直達(dá)波之后，周向回波（周向?qū)Рㄑ毓軋A周傳播一圈后被接收到的波形）之前，除直達(dá)波和周向回波外，該波包幅值最大，且波形周期數(shù)與原始激勵(lì)信號(hào)近似相等；如果采用應(yīng)用一對(duì)傳感器和單通道信號(hào)激勵(lì)接收系統(tǒng)進(jìn)行檢測的實(shí)現(xiàn)方式，該波包的另一個(gè)特征在于在各個(gè)通道的時(shí)間反轉(zhuǎn)接收信號(hào)中，該波包出現(xiàn)在同一時(shí)間位置，且波形相似。