管道超声导波分段时间反转检测方法研究

doi:10.3901/JME.2017.12.078

机械工程学报 ›› 2017, Vol. 53 ›› Issue (12): 78-86.doi: 10.3901/JME.2017.12.078

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管道超声导波分段时间反转检测方法研究

周进节¹, 郑阳², 杨齐², 张宗健²

1. 中北大学机械与动力工程学院太原 030051;
2. 中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局无损检测与评价重点实验室北京 100029

出版日期:2017-06-20 发布日期:2017-06-20
作者简介:
周进节，男，1981年出生，博士，讲师。主要研究方向为超声无损检测新方法及其仪器研制。
E-mail：zhoujinjiechina@126.com
郑阳(通信作者)，男，1984年出生，博士，高级工程师。主要研究方向为无损检测与评估及结构健康监测。
E-mail：zhengyangchina@126.com
E-mail：13621245830@139.com
E-mail：tlzwzzj@163.com
基金资助:
* 质检公益性行业科研专项资助项目(201410026); 20160612收到初稿，20161115收到修改稿;

Pipeline Section Time Reversal Inspection Method with Ultrasonic Guided Waves

ZHOU Jinjie¹, ZHENG Yang², YANG Qi², ZHANG Zongjian²

1. School of Mechanical and Power Engineering， North University of China， Taiyuan 030051;
2. Key Laboratory of Nondestructive Testing and Evaluation of AQSIQ，China Special Equipment Inspection and Research Institute， Beijing 100029

Online:2017-06-20 Published:2017-06-20

摘要/Abstract

摘要：

超声导波时间反转聚焦是实现管道小缺陷检测的一项常用技术，但目前使用时需要预判缺陷大致位置以确定时反窗的起点及宽度，在实际工程使用中往往难以实现。针对此问题，提出一种基于超声导波分段时间反转的管道检测方法。该方法将管道待检区域划分为多段区间，分别对不同区间段各阵元的常规导波检测信号进行时间反转，然后将各区间段的时反信号依次作为激励信号重新激发对应阵元，以获取各段区间的时反检测信号。仿真和试验结果表明，当某区间段的时反检测信号的信噪比优于常规导波检测时，可判定该区间段内存在缺陷，并能进一步精确计算出缺陷具体位置，反之，则可判定该区间段内不存在缺陷。通过分段时间反转检测可实现对管道整个待检区域中的小缺陷的有效检测。

关键词: 分段, 管道检测, 时间反转, 超声导波

Abstract:

Ultrasonic guided wave time-reversal focus method is a common technique to detect small pipeline defects. But pre-judgment of the defect approximate location is needed to determine starting point and width of time-reversal window, which in practical is commonly difficult to achieve. For solving this problem, a section time reversal inspection method with pipeline guided wave is proposed. The tested pipeline is firstly divided into multi-interval. Then the received inspection signal of each section is time reversed and re-excited in proper order. So time-reversal inspection signals for different sections are achieved. The simulation and experimental results show that when the signal-to-noise ratio of time-reversal inspection signal for some section is better than conventional guided wave detection, it can be determined that there is one defect in the inspected section and the specific location of defect can be also accurately calculated. Conversely, it can be determined that there is not any defect in the inspected section. This method can be effectively used for small defects inspection of the entire inspected pipeline.

Key words: pipeline inspection, section, time reversal, ultrasonic guided waves

周进节, 郑阳, 杨齐, 张宗健. 管道超声导波分段时间反转检测方法研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(12): 78-86.

ZHOU Jinjie, ZHENG Yang, YANG Qi, ZHANG Zongjian. Pipeline Section Time Reversal Inspection Method with Ultrasonic Guided Waves[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2017, 53(12): 78-86.

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