目前對(duì)于管壁厚度6mm以上的管道,采用反射式的電磁超聲高頻導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)。本文針對(duì)管壁厚度6mm及以下的管道電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。并通過(guò)透射式周向Lamb波來(lái)解決管壁厚度6mm及以下的管道檢測(cè)精度較低的問(wèn)題。針對(duì)反射式周向Lamb波檢測(cè)精度不高的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了透射式周向Lamb波的換能器。根據(jù)周向Lamb波的工作原理和彈性動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)了周向Lamb波的頻散方程,通過(guò)數(shù)值求解的方式得到頻散方程的解并繪制出頻散曲線,最后通過(guò)頻散曲線得到換能器的工作頻率。并且通過(guò)與板材中Lamb波的對(duì)比,驗(yàn)證了管道中周向Lamb波的可行性。其次,設(shè)計(jì)了電磁超聲在線探傷系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)。硬件電路主要由三部分組成:電磁超聲換能器的發(fā)射接收電路,控制電路和用戶交互電路。軟件部分設(shè)計(jì)了周向Lamb波專用探傷分析軟件,實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的設(shè)置,回波信號(hào)的顯示等功能。并采用model/view的設(shè)計(jì)架構(gòu),單例的設(shè)計(jì)模式和多線程的設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)了軟件優(yōu)化。然后,設(shè)計(jì)了小波去噪算法來(lái)提高在線探傷系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)的信噪比。本系統(tǒng)采用了閾值消噪的方式,并對(duì)小波算法的軟硬閾值和分解層數(shù)進(jìn)行分析,最終選用了進(jìn)行6層分解的硬閾值處理的sym20小波函數(shù)。并通過(guò)和累積平均算法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了小波算法的有效性以及優(yōu)越性。最后對(duì)整個(gè)在線探傷系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。并對(duì)含有軸向裂紋的管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)小波算法的優(yōu)化成功檢測(cè)出1×10×0.5mm的軸向裂紋缺陷。檢測(cè)結(jié)果滿足中華人民共和國(guó)石油化工管道無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 3545-2011。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP274.53;TE973.6
【部分圖文】：

電磁超聲探傷系統(tǒng)換能器及控制方聲 Lamb 波換能器設(shè)計(jì)聲 Lamb 波激發(fā)原理章的主要研究?jī)?nèi)容，本章將著重介紹電磁超聲 La章從電磁超聲 Lamb 波的產(chǎn)生機(jī)理和電磁超聲 La并在此基礎(chǔ)上求解 Lamb 波的頻散方程，根據(jù)頻散頻散曲線，再通過(guò)頻散方程選擇合適的工作點(diǎn)，進(jìn)能器的設(shè)計(jì)。 Lamb 波換能器主要由三部分組成，包括產(chǎn)生脈沖的永磁鐵或者電磁鐵和待測(cè)試件。電磁超聲換能器。而試件中傳播的超聲波的類型與線圈的結(jié)構(gòu)和磁，通過(guò)線圈和磁鐵的不同組合，可以產(chǎn)生多種類型 波，表面波和體波等[39]。

圖 2-3 管道 Lamb 波的頻散曲線Fig.2-3 Dispersion curve of pipeline Lamb wave統(tǒng)采用的被測(cè)試件管道的材料為不銹鋼，該管道的內(nèi)徑 7mm，材料中的橫波波速TC =3240m/s。所取頻率范圍是 0~可知，隨著工作頻率的增加，換能器所產(chǎn)生的工作模態(tài)也會(huì)他工作模態(tài)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，因此要避免多種模態(tài)的波混作頻率越高，超聲波的檢測(cè)靈敏度就越高，因此要選取頻率一的波。通過(guò)仿真本系統(tǒng)選取換能器的工作頻率為 120kH據(jù)實(shí)際工作的需要進(jìn)行微調(diào)。和板材中 Lamb 波的區(qū)別與聯(lián)系波被用在板材缺陷的檢測(cè)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟。除了應(yīng)的周向和軸向同樣可以作為超聲波傳導(dǎo)的方向。管道中的傳播時(shí)，其傳播方式與頻散特性都與平板中Lamb波的特性

chematic diagram and displacement direction of the plate and pcoordinate system板中 Lamb 波的頻散方程分為兩種。一種是對(duì)稱模( )( )( )222 2tan 4tanqh k pqphk q= 稱模式：( )( )( )22 22tantan 4q kqhph k pq = 平板厚度的二分之一。k 為波數(shù)， /Pk = κC，κ 為q均為輔助變量，定義分別如下：21pLCp kC = 21pTCq kC =
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳建平;葉昌盛;楊世偉;;醫(yī)用超聲探頭的維修與保養(yǎng)[J];醫(yī)療裝備;2018年13期

2 李曉曉;楊向莙;劉智操;;新型三排多功能醫(yī)療超聲探頭設(shè)計(jì)[J];成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

3 ;多浦樂(lè)在國(guó)內(nèi)率先推出多種特殊超聲探頭[J];無(wú)損探傷;2009年01期

4 ;多浦樂(lè)——高端超聲探頭新選擇[J];無(wú)損探傷;2009年02期

5 宋立為;潘磊;;醫(yī)用超聲探頭維修新手段的探討[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備;2009年05期

6 ;汕頭超聲儀器研究所超聲探頭簡(jiǎn)介[J];中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志;2007年02期

7 李文峰,武桂玲;醫(yī)用超聲探頭污染調(diào)查及消毒方法[J];醫(yī)療設(shè)備信息;2003年02期

8 黃大斌;;超聲對(duì)膽道系統(tǒng)結(jié)石的鑒別診斷[J];四川醫(yī)學(xué);1987年05期

9 牛鳳歧;超聲仿真模塊系列產(chǎn)品介紹[J];應(yīng)用聲學(xué);1988年04期

10 張澤琦,衛(wèi)青;直接顯示超聲換能器頻率響應(yīng)特性曲線的一種方法[J];聲學(xué)技術(shù);1988年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張晴暉;頸動(dòng)脈血管壁搏動(dòng)及其調(diào)制下的低速血流超聲檢測(cè)研究[D];云南大學(xué);2017年

2 崔慧海;越野無(wú)人駕駛車輛超聲測(cè)障技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 許崇永;超聲爆破技術(shù)聯(lián)合L19-(Q-D-lip)精確示蹤和治療腦膠質(zhì)瘤的研究[D];山東大學(xué);2018年

4 任威平;電磁超聲在鋼板中的換能機(jī)理研究及應(yīng)用[D];北京科技大學(xué);2019年

5 呂發(fā)勤;超聲評(píng)價(jià)上腔靜脈阻塞價(jià)值的實(shí)驗(yàn)及臨床應(yīng)用研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2004年

6 杜宏偉;生物醫(yī)學(xué)超聲中若干非線性問(wèn)題的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

7 任新穎;腫瘤熱療中組織溫度場(chǎng)測(cè)量方法及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2008年

8 黃生輝;超聲引導(dǎo)下腹橫肌平面（TAP）阻滯在腹部手術(shù)術(shù)后鎮(zhèn)痛的臨床研究[D];蘭州大學(xué);2017年

9 溫世杰;數(shù)字式醫(yī)學(xué)超聲內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2009年

10 王文韜;結(jié)構(gòu)損傷聲發(fā)射和超聲/相控陣檢測(cè)與識(shí)別方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周仁鶴;基于電磁超聲高頻導(dǎo)波的管道在線探傷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱理工大學(xué);2019年

2 劉記辰;一種醫(yī)用超聲探頭手柄助力器的設(shè)計(jì)[D];太原理工大學(xué);2019年

3 葉林偉;基于超聲的肌骨運(yùn)動(dòng)參數(shù)預(yù)測(cè)方法研究[D];上海交通大學(xué);2017年

4 郭建聯(lián);超聲引導(dǎo)下星狀神經(jīng)節(jié)阻滯改善甲狀腺術(shù)后的恢復(fù)質(zhì)量[D];福建醫(yī)科大學(xué);2018年

5 李宏輝;光聲和超聲斷層成像指導(dǎo)下的腫瘤精準(zhǔn)治療[D];廈門(mén)大學(xué);2018年

6 魏遠(yuǎn);基于超聲和MRI圖像融合的發(fā)音過(guò)程可視化系統(tǒng)[D];天津大學(xué);2018年

7 郭曉偉;被動(dòng)式經(jīng)直腸超聲探頭位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

8 于國(guó)海;基于FPGA信號(hào)處理的電磁超聲軌道無(wú)損檢測(cè)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

9 曹勝?gòu)?qiáng);基于VB.NET的超聲C掃特征成像系統(tǒng)研發(fā)[D];南昌航空大學(xué);2018年

10 李明月;超聲引導(dǎo)下星狀神經(jīng)節(jié)阻滯治療突發(fā)性耳聾的效果分析[D];延邊大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2886362