壓力容器廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中,為了保證其有效而安全地運(yùn)行,需要測(cè)量和監(jiān)控容器內(nèi)的壓力值。傳統(tǒng)的壓力測(cè)量方法大多需要在壓力容器壁上開孔引壓,這將引起所開孔區(qū)域的應(yīng)力集中,給容器運(yùn)行和維護(hù)帶來安全隱患。因此有必要研究一種不需開孔的非侵入式壓力檢測(cè)方法。超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的應(yīng)力和溫度有關(guān)。研究表明,基于表面波的壓力容器壓力測(cè)量方法是可行的。但是僅采用表面波,該種壓力測(cè)量方法難以應(yīng)用于球形壓力容器等對(duì)象。本文提出了基于超聲臨界折射縱波和表面波的壓力測(cè)量方法。分別建立了臨界折射縱波和表面波的傳播時(shí)間變化量與容器內(nèi)壓力、溫度的關(guān)系模型。在此基礎(chǔ)上,提出了兩波參比式壓力測(cè)量方法；提出了基于零相位數(shù)字濾波器的互相關(guān)時(shí)延估計(jì)方法。本文的主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下：（1）推導(dǎo)了臨界折射縱波和表面波的傳播時(shí)間變化量與容器內(nèi)壓力、溫度之間的關(guān)系模型。詳細(xì)分析了應(yīng)力、溫度這兩個(gè)主要因素對(duì)超聲波波速和超聲傳播距離的影響,結(jié)合圓柱形壓力容器與球形壓力容器的應(yīng)力分布特點(diǎn),經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理,建立了這兩類容器中臨界折射縱波和表面波的傳播時(shí)間變化量與壓力、溫度的關(guān)系模型。在此基礎(chǔ)上,為了降低溫度的影響,提出了兩... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目次
主要符號(hào)清單
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 壓力容器簡(jiǎn)介
        1.2.1 壓力的來源
        1.2.2 薄膜理論及其應(yīng)用
    1.3 常用壓力檢測(cè)方法
    1.4 超聲壓力檢測(cè)技術(shù)及進(jìn)展
        1.4.1 縱波射入式壓力測(cè)量方法
        1.4.2 超聲反射式壓力測(cè)量方法
        1.4.3 基于聲彈性的表面波壓力測(cè)量方法
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容及意義
第2章 超聲波檢測(cè)技術(shù)綜述
    2.1 超聲學(xué)概述
    2.2 表面波的特點(diǎn)和主要應(yīng)用
    2.3 臨界折射縱波簡(jiǎn)介
        2.3.1 臨界折射縱波的激發(fā)與接收
        2.3.2 臨界折射縱波的特點(diǎn)
    2.4 超聲波應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)及進(jìn)展
        2.4.1 超聲波應(yīng)力檢測(cè)理論
        2.4.2 超聲波應(yīng)力檢測(cè)的應(yīng)用
    2.5 小結(jié)
第3章 基于臨界折射縱波和表面波的壓力測(cè)量模型
    3.1 應(yīng)力對(duì)超聲波波速的影響
        3.1.1 應(yīng)力對(duì)臨界折射縱波波速的影響
        3.1.2 應(yīng)力對(duì)表面波波速的影響
    3.2 應(yīng)力對(duì)超聲波傳播距離的影響
    3.3 溫度對(duì)超聲波傳播的影響
        3.3.1 溫度對(duì)傳播速度的影響
        3.3.2 溫度對(duì)傳播距離的影響
    3.4 圓柱形壓力容器超聲傳播時(shí)間變化量與壓力、溫度的關(guān)系模型
        3.4.1 圓柱形壓力容器應(yīng)力分布特點(diǎn)
        3.4.2 臨界折射縱波傳播時(shí)間變化量與壓力、溫度的關(guān)系模型
        3.4.3 表面波傳播時(shí)間變化量與壓力、溫度的關(guān)系模型
        3.4.4 圓柱形壓力容器參比式壓力測(cè)量模型
    3.5 球形壓力容器超聲傳播時(shí)間變化量與壓力、溫度的關(guān)系模型
        3.5.1 球形壓力容器的應(yīng)力分布特點(diǎn)
        3.5.2 球形壓力容器參比式壓力測(cè)量模型
    3.6 小結(jié)
第4章 超聲波聲時(shí)差測(cè)量方法研究
    4.1 聲時(shí)差測(cè)量方法
        4.1.1 回振法
        4.1.2 基于TDC的聲時(shí)測(cè)量方法
        4.1.3 基于互相關(guān)函數(shù)的時(shí)延估計(jì)方法
    4.2 基于零相位數(shù)字濾波器的互相關(guān)時(shí)延估計(jì)方法
        4.2.1 零相位數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介
        4.2.2 時(shí)延估計(jì)結(jié)果及比較
    4.3 小結(jié)
第5章 基于臨界折射縱波和表面波的壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 壓力實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        5.1.1 超聲波激發(fā)和接收裝置
        5.1.2 超聲波探頭
        5.1.3 耦合劑
        5.1.4 實(shí)驗(yàn)壓力容器
        5.1.5 示波器及超聲波典型信號(hào)
    5.2 臨界折射縱波和表面波復(fù)合探頭設(shè)計(jì)
    5.3 基于復(fù)合探頭的壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 水罐壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 氣罐壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 誤差分析與討論
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
攻讀博士學(xué)位期間的主要科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于表面波的薄壁容器壓力測(cè)量方法[D]. 賀慶.浙江大學(xué) 2007
[2]基于超聲波的非侵入式壓力測(cè)量方法研究[D]. 林韶峰.浙江大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3467375