【摘要】： 薄壁壓力容器是一種常見的工業(yè)設備，為了保證生產(chǎn)過程的順利進行，經(jīng)常需要檢測它們的壓力�，F(xiàn)有的壓力測量方法大部分需要在被測對象上開孔接引壓管，因此對設備制造和后期維護帶來了諸多安全隱患。表面波傳播速度與傳播介質(zhì)的應力、溫度有關�；谶@個原理，本文建立了Rayleigh波傳播時間與溫度、壓力之間的詳細關系模型，在此基礎上，提出了軸向與切向參比式壓力測量方法；探討了表面溫度與壓力共同測量方法；提出了基于希爾波特黃變換的互相關時延估計方法，并開發(fā)了雙路可循環(huán)超聲波時間測量裝置。本文的主要研究成果有： 1．推導了表面波傳播時間變化量與容器壓力、溫度之間的關系模型。表面波傳播速度受應力、溫度、溫度應力和曲率的影響；表面波傳播距離受到應變、溫度影響。本文詳細分析了這些影響因素，發(fā)現(xiàn)壓力與溫度對表面波傳播時間的影響最大，且同一數(shù)量級，其余因素相對于這兩個因素影響很小，因此，忽略影響較小的因素，推導建立了表面波傳播時間變化量和薄壁圓柱容器壓力、溫度之間的關系模型。 2．設計了基于TDC(Time-to-Digital Converter)的雙路可循環(huán)表面波傳播時間測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉；實現(xiàn)了表面波傳播時間的在線測量；采用回振法提高了時間測量精度；可以同時測量兩路脈沖輸入的時間差。很好的滿足了參比式壓力測量以及表面溫度、壓力同時測量的要求。 3．提出了基于希爾波特黃的廣義互相關時延估計方法，提高了互相關時延估計精度。當超聲波信號有較大的變形和衰減時，在互相關函數(shù)方法作時延估計之前，需要采用信號處理的方法降噪以提高時間測量精度。通過實驗比較了希爾波特黃變換法與小波變換法，最終選擇了希爾波特黃變換。實驗結(jié)果表明，希爾波特黃變換法有更好的降噪效果，且運算過程更簡單，運算速度更快，有效的提高了超聲波檢測壓力的精度。 4．提出了參比式壓力測量方法，并對容器壓力與表面溫度同時測量作了初步研究。在中低壓范圍內(nèi)，針對鋼鐵材料容器，分析了表面波傳播時間變化量和容器壓力、溫度之間的關系模型的各項數(shù)量級，并以此為基礎對關系模型進行了簡化，得到更易實用的簡化模型；根據(jù)簡化模型，提出了軸向與切向參比式壓力測量方法，該方法減少了溫度與溫度應力的影響；最后，對容器表面溫度與壓力的同時測量方法作了初步研究。選擇水壓力罐和氣穩(wěn)壓罐為實驗對象。實驗結(jié)果表明，簡化模型正確；軸向與切向參比式壓力測量方法克服了容器溫度變化和溫度應力的影響，具有較高的精度。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH49;TG806
【圖文】：

5.1.1水罐壓力測量實驗(l)實驗系統(tǒng)水罐壓力測量實驗裝置如圖5一1所示。實驗對象是一臺自制的小型壓力容器，容器內(nèi)部裝滿水，通過一臺手搖泵可以向容器內(nèi)壓入水，以此來改變?nèi)萜鲀?nèi)的壓力。單向閥的作用是阻止進入容器內(nèi)的水倒流，以保證容器內(nèi)的壓力穩(wěn)定。容器壓力值的大小可以通過容器頂部的壓力表讀出。

5.1.2氣罐壓力測量實驗(l)實驗系統(tǒng)如圖5一9所示，實驗系統(tǒng)包括氣穩(wěn)壓罐與空壓機，空壓機向氣穩(wěn)壓罐中壓入氣體，使穩(wěn)壓罐中的壓力升高。穩(wěn)壓罐高度約 1.6米，直徑約為1.4米，容積為0.6立方米，加壓介質(zhì)為空氣;設計壓力1.IMPa，重量:253Kg;設計溫度150℃。穩(wěn)壓罐材料為Q235B，Q表示屈服點

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本文編號：2757244