管道憑借其特有的優(yōu)勢(shì),在長(zhǎng)距離輸送石油或天然氣等過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。但長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行會(huì)使管道發(fā)生老化,腐蝕等問(wèn)題,導(dǎo)致管壁變薄,進(jìn)而斷裂或者穿孔,而管道泄露事故頻繁發(fā)生會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失以及環(huán)境污染。超聲導(dǎo)波是近年來(lái)新興的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),它通過(guò)在管道某一位置激勵(lì)并接收超聲導(dǎo)波實(shí)現(xiàn)管道的快速全局檢測(cè)。以遠(yuǎn)程檢測(cè)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的監(jiān)測(cè)和故障診斷是目前日益增長(zhǎng)的應(yīng)用需求及自動(dòng)化發(fā)展方向,但在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí),由于管道網(wǎng)絡(luò)龐大,而導(dǎo)波檢測(cè)裝置通常有多個(gè)探頭并會(huì)產(chǎn)生巨大數(shù)據(jù)量,因此在遠(yuǎn)程檢測(cè)時(shí)需考慮并解決管道超聲信號(hào)的壓縮問(wèn)題。本文針對(duì)以上問(wèn)題研究了基于超聲導(dǎo)波的管道遠(yuǎn)程檢測(cè)相關(guān)問(wèn)題。首先,設(shè)計(jì)了用于遠(yuǎn)程管道導(dǎo)波檢測(cè)的系統(tǒng)方案,搭建了管道導(dǎo)波檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其中主要涉及導(dǎo)波換能器的設(shè)計(jì)優(yōu)化及各設(shè)備的配置調(diào)試,此系統(tǒng)可有效激勵(lì)接收多模態(tài)的管道導(dǎo)波信號(hào)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步根據(jù)遠(yuǎn)程檢測(cè)需求設(shè)計(jì)搭建了基于ARM的嵌入式檢測(cè)平臺(tái),以實(shí)現(xiàn)管道導(dǎo)波數(shù)據(jù)的采集、處理及GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳送。其次,分析了管道超聲導(dǎo)波信號(hào)的特點(diǎn)和數(shù)學(xué)模型,在研究數(shù)據(jù)壓縮相關(guān)原理并對(duì)比多種壓縮算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于小... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

本文主要研究?jī)?nèi)容Fig.1-1Theresearchcontentofthisthesis全文主要章節(jié)內(nèi)容安排如下：

、軸對(duì)稱扭轉(zhuǎn)超聲導(dǎo)波以及非軸對(duì)稱彎曲的超聲導(dǎo)波。傳播介質(zhì)是一個(gè)分布均勻的固體介質(zhì)，此波導(dǎo)的上下表面看成是兩個(gè)無(wú)一般認(rèn)為上下表面之外的接觸介質(zhì)是空氣或者是真空，這就是學(xué)者研質(zhì)中的彈性波的傳播理論，稱為理想大板狀波導(dǎo)模型，工業(yè)管道類圓柱型中非常典型的一種。導(dǎo)波以某一不變的速度在薄板、圓柱體或棒等典在波導(dǎo)邊界和空氣界面之間發(fā)生反射，反射波的特性取決于波導(dǎo)本身性模量、泊松比等，且與波動(dòng)無(wú)關(guān)。聲波在同一個(gè)非無(wú)限大波導(dǎo)介質(zhì)中傳播時(shí)，因波導(dǎo)介質(zhì)均勻彈性參數(shù)為回來(lái)的超聲波會(huì)繼續(xù)在波導(dǎo)邊界與真空的界面間不斷地發(fā)生反射，波質(zhì)加復(fù)雜的相互共振疊加，直到波的傳播方向與波導(dǎo)介質(zhì)邊界平行時(shí)，即行的向前傳播，此時(shí)就會(huì)形成了超聲波中一種非常特殊的波——超聲導(dǎo)波的產(chǎn)生需要超聲波在某些特定的波導(dǎo)中進(jìn)行傳播。而且這類波導(dǎo)都就是存在兩個(gè)或者是兩個(gè)以上的特征界面，這些特征界面導(dǎo)致了一個(gè)或尺寸的引入，例如直徑、厚度和壁厚等，板中超聲導(dǎo)波的產(chǎn)生示意圖

2 基礎(chǔ)理論介紹轉(zhuǎn)模態(tài)為對(duì)稱模態(tài)，彎曲模態(tài)為非對(duì)稱模態(tài)。管壁較薄而半徑較大時(shí)，軸對(duì)稱模態(tài)中 n=0，則只有 L(0,m)模態(tài)和 T(0,m)模道中常見(jiàn)的軸對(duì)稱模態(tài)。此外，導(dǎo)波在圓形管線中傳播至端面或缺陷截面時(shí)面積的變化發(fā)生導(dǎo)波的模態(tài)轉(zhuǎn)化從而出現(xiàn)多種模態(tài)，稱之為超聲導(dǎo)波多�？v向模態(tài) L(0,m)模態(tài)是所有模態(tài)中速度最快的，易于激發(fā)，在管道檢測(cè)時(shí)接收端，因而可以更好地與其他模態(tài)進(jìn)行區(qū)分。軸對(duì)稱扭轉(zhuǎn)模態(tài)傳播速度始具有非分散性。而非軸對(duì)稱彎曲 F 模態(tài)頻散現(xiàn)象嚴(yán)重，不易激發(fā)，一般不行檢測(cè)。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2914703