發(fā)布時(shí)間：2017-12-05 19:15

  本文關(guān)鍵詞：換熱設(shè)備污垢超聲檢測及信號處理方法研究

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【摘要】：換熱設(shè)備的結(jié)垢問題在冶金、電力、化工、航空等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中均普遍存在。目前對換熱設(shè)備污垢進(jìn)行直接檢測的方法多存在實(shí)現(xiàn)困難、無法在線進(jìn)行等問題,而較為常用、可在線進(jìn)行的熱學(xué)檢測方法也具有可靠性不足等缺點(diǎn)。因此,尋找一種可靠性高、簡單易行、可在線進(jìn)行的換熱設(shè)備污垢檢測方法,一直是污垢研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。針對此問題,本文擬采用超聲時(shí)域反射法進(jìn)行換熱設(shè)備污垢的檢測,并對其檢測信號中的噪聲消除、渡越時(shí)間獲取等問題進(jìn)行了一系列研究。主要開展研究工作如下:在對換熱污垢相關(guān)理論及超聲檢測方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建換熱設(shè)備污垢超聲檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并完成換熱污垢聲速標(biāo)定、平板及管道類換熱設(shè)備污垢超聲檢測等實(shí)驗(yàn),以實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用超聲時(shí)域反射方法進(jìn)行換熱設(shè)備污垢檢測具有較高可行性。由于檢測中的干擾及換熱污垢本身的質(zhì)地疏松、表面粗糙等特點(diǎn),其超聲檢測回波信號中往往含有較多噪聲,影響著對檢測信號的后續(xù)處理。本文根據(jù)檢測信號的特點(diǎn),提出基于波原子變換理論的換熱污垢超聲檢測信號降噪方法,并結(jié)合非局部均值濾波以抑制硬閾值降噪帶來的偽吉布斯振蕩問題。實(shí)驗(yàn)分析表明,此方法具有較好的降噪效果和對信號細(xì)節(jié)信息的保留能力。對渡越時(shí)間的準(zhǔn)確獲取是超聲時(shí)域反射法可靠性的前提。本文對波形時(shí)域混疊度較低情況下的換熱污垢超聲檢測信號渡越時(shí)間獲取方法進(jìn)行了研究,提出以果蠅優(yōu)化匹配追蹤方法進(jìn)行回波信號稀疏分解從而實(shí)現(xiàn)渡越時(shí)間的獲取,并對其中果蠅優(yōu)化算法進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)和分析。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該算法具有較為準(zhǔn)確高效的稀疏分解效果,此方法對波至?xí)r間、渡越時(shí)間讀取的準(zhǔn)確性也較高。由于換熱污垢厚度過小或超聲高次回波干擾等原因,換熱設(shè)備污垢超聲檢測信號中可能出現(xiàn)波形的時(shí)域高度混疊現(xiàn)象。鑒于匹配追蹤方法不適用于此情況下的信號處理,本文對存在高度混疊情況下的換熱污垢超聲檢測信號渡越時(shí)間獲取方法進(jìn)行了研究,提出維納反卷積與高階累積MUSIC譜估計(jì)相結(jié)合的渡越時(shí)間獲取方法,并針對實(shí)際應(yīng)用中可能存在的參考信號不易準(zhǔn)確獲取問題,提出以增量維納迭代方式對此方法加以修正。相應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明,此方法具有較好的抗噪能力和渡越時(shí)間獲取的準(zhǔn)確性,方法的實(shí)用性較強(qiáng)。在上述研究基礎(chǔ)上,將本文提出的超聲檢測信號處理方法應(yīng)用于已獲取的換熱設(shè)備污垢超聲檢測實(shí)驗(yàn)信號處理中,對其處理效果進(jìn)行分析,并結(jié)合污垢相關(guān)理論對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和研究。信號處理效果及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,換熱設(shè)備污垢超聲檢測方式及相關(guān)信號處理方法具有較高準(zhǔn)確性與實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172;TB559

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1255886