利用纵向导波进行管道裂纹参数识别的实验研究

摘要

进行基于纵向应力导波的管道裂纹识别问题的实验研究。为了激发对称的L(0,2)模态,利用PZT-5制作与管道端面相同尺寸的压电环作为激发器,同时制作环向均布16个压电片并联作为接收传感器。首先在完好管道中分析导波信号,确定超声导波在管道中的有效检测长度约为50 m;通过对比频带宽度、衰减率等因素,发现导波中心频率为70 kHz时最适用于管道损伤检测;当频率不变时,周期数越多越有利于频率的控制,但当周期数太多时,波形容易发生叠加。在此基础上,进一步研究管道缺陷回波的特性,在含单、双裂纹的管道中分析回波特征,实现缺陷识别和定位;最后,分析裂纹参数对回波信号的影响特征,研究发现裂纹周向参数与反射系数之间近似满足线性关系。