中长距离压力管道裂缝缺陷微波检测研究

本文探究了微波无损检测技术在中长距离压力管道的裂缝缺陷检测中的应用。从理论上分析了微波在具有弯曲的压力管道内传输的特点以及裂缝检测的方法。通过仿真模拟了微波在中长距离管道内的传输以及经过弯管后的微波模式的改变,验证了在直管道与弯曲管道中检测裂缝缺陷的可行性。构造长度超过5 m,直径为8 cm的直管道与弯曲管道,使用矢量网络分析仪与螺旋天线将微波导入管道中,对轴向、周向以及斜向裂缝进行检测,观察无缝与有缝甚至多条裂缝情况下的S11参数的幅度的改变并确定裂缝所在的位置。对于直管道中的轴向,周向和斜向裂缝检测,误差分别为管道总长的0.047%、0.018%和0.298%,对于弯曲管道中轴向、周向和斜向裂缝检测,误差分别为管道总长的0.074%、0.065%和0.203%,表明建立了一种有效的远程检测中长距离管道裂缝的方法。

基于微波圆形天线阵列检测管道裂缝的研究

提出了基于微波圆形天线阵列无损快速检测方法,用于检测管道纵向缝和横向缝。采用内径为5.4 cm和8 cm管道进行裂缝检测实验。首先使用HFSS软件进行仿真,确定微波可以在TE11模式下进行单模传输;然后搭建实验测试系统,天线阵列将矢量网络分析仪产生的信号发射到管道内传播,并将检测管道的反射波接收并传回矢量网络分析仪。通过不同圆形天线阵列检测2种管径的管道,结果表明,2根天线阵列可以检测到内径为5.4 cm管道的裂缝,6根天线阵列能清楚检测到内径为8 cm管道的纵向缝和横向缝,天线阵列的检测效果优于单棒状天线,为天线阵列检测管道裂缝进行了有益探索。