[發明專利]基于橫波直探頭的管道缺陷周向導波無損檢測方法

在審

• 申請號: 201610028930.7
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105698012A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 何存富;郭程;呂炎;張學聰;吳斌
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.基于橫波直探頭的管道缺陷周向導波無損檢測裝置，其特征在于：該裝置包括任意 函數信號發生器(1)、功率放大器(2)、數字示波器(3)、發射信號橫波直探頭(4)、接收信號 橫波直探頭(5)、計算機(6)、管道(7)；任意函數信號發生器(1)的輸出端分別與功率放大器 (2)以及數字示波器(3)的輸入端連接，發射信號橫波直探頭(4)置于管道(7)的外壁并與功 率放大器(2)的輸出端連接，接收信號橫波直探頭(5)置于管道(7)的外壁，與數字示波器 (3)連接，計算機(6)與數字示波器(3)連接；

其中發射信號橫波直探頭(4)與接收信號橫波直探頭(5)中心頻率均為500kHz，由人工 按壓在管道(7)表面，通過專用耦合劑耦合在管道表面；發射信號橫波直探頭(4)用于激勵 周向導波，接收信號橫波直探頭(5)用于接收周向導波。

2.依據權利要求1所述的基于橫波直探頭的管道缺陷周向導波無損檢測裝置，基于橫 波直探頭的管道缺陷周向導波無損檢測方法，其特征在于：基于橫波直探頭的管道缺陷周 向導波無損檢測方法其具體實現步驟如下：

步驟一：檢測系統搭建；

步驟二：運用數值計算軟件，基于管道物理參數密度ρ、縱波速度c_L和橫波速度c_s，尺寸 參數管道內徑r₁和管道外徑r₂建立管道結構波動模型和周向導波的頻散方程，對頻散方程 進行數值求解，繪制管道周向導波群速度曲線；

步驟三：根據步驟一得到的周向導波群速度曲線選擇適合管道缺陷無損檢測導波模態 的激勵頻率，并提取在此頻率下各個周向導波模態的群速度v_g；

步驟四：在步驟二中選擇的頻率下，繪制所在頻率下各個周向導波模態的波結構圖；分 析各周向導波模態的軸向位移、周向位移和徑向位移，確定相應周向導波模態的激勵方法， 確定橫波直探頭的偏振方向與激勵周向導波典型模態的關系；

步驟五：由任意函數信號發生器(1)產生漢寧窗調制的特定周期的正弦波激勵信號，分 別輸入至功率放大器(2)與數字示波器(3)；經過功率放大的激勵信號輸入發射信號橫波直 探頭傳感器(4)，發射信號橫波直探頭(4)以步驟三確定的偏振方向進行布置，激勵相應模 態的周向導波；接收信號橫波直探頭(5)與發射信號橫波直探頭(4)布置方向相同，接收相 應模態周向導波；通過分析接收信號中的反射回波到達接收點的時間，確定管道缺陷位置。