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小波时-频变换的高强钢丝弹性波传播模态分析 被引量:4
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作者 钱骥 陈鑫 杨金川 《应用声学》 CSCD 北大核心 2017年第6期548-554,共7页
超声导波是近年来桥梁拉索无损检测研究的重要方法之一。针对弹性波在高强钢丝介质中传播的多模态频散问题,采用单点时域波形的小波时频变换进行混叠信号的模态识别分离。通过数值求解Pochhammer频率超越方程,计算得到0~1.5 MHz范围内... 超声导波是近年来桥梁拉索无损检测研究的重要方法之一。针对弹性波在高强钢丝介质中传播的多模态频散问题,采用单点时域波形的小波时频变换进行混叠信号的模态识别分离。通过数值求解Pochhammer频率超越方程,计算得到0~1.5 MHz范围内纵向导波模态理论频散曲线;采用有限元模拟半波正弦脉冲激励导波在钢丝中传播过程,由小波时-频变换得到导波模态分布,并进行了不同腐蚀程度钢丝实验对比分析。结果表明,经小波时-频变换得到的第1、2、3阶纵向导波模态与理论值对应吻合,单点时域波形的小波时-频变换结果能够有效识别高强钢丝中的导波模态;钢丝在无腐蚀状态下,一阶纵向导波模态能量占比达57.74%,随腐蚀程度增加,能量更为集中到一阶纵波模态,二阶模态能量逐渐减小。 展开更多
关键词 高强钢丝 弹性波 纵向导波模态 小波时-频变换
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基于频率-波数的频域合成孔径导波成像研究
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作者 龙盛蓉 邓文武 +2 位作者 陈炫宇 韩壮禄 李志农 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期230-238,共9页
为实现管道中缺陷位置与尺寸的准确预测,在爆炸反射成像原理的基础上,提出了一种基于频率-波数的频域合成孔径导波成像算法。通过磁致伸缩方式在管道中激励出T(0,1)模态导波,对采集到的回波信号做二维傅里叶变换并进行角谱运算对频域内... 为实现管道中缺陷位置与尺寸的准确预测,在爆炸反射成像原理的基础上,提出了一种基于频率-波数的频域合成孔径导波成像算法。通过磁致伸缩方式在管道中激励出T(0,1)模态导波,对采集到的回波信号做二维傅里叶变换并进行角谱运算对频域内声场进行重构。最后,对其进行反傅里叶变换后实现目标区域内的聚焦成像。通过实验验证成像结果,同时与原始B扫结果进行了对比。结果表明,所提算法有效抑制了旁瓣效应产生,使成像分辨率提高了约30%,定量误差缩减了26.1%;同时研究表明在缺陷轴向位置、深度及倾斜角度发生改变时,利用该算法实现缺陷图像重构后,其检测准确度只受缺陷周向范围的绝对尺寸影响,对周向表面缺陷检测具体较高的灵敏度。 展开更多
关键词 管道 超声导波 频率-波数 频域合成孔径 成像算法
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基于频率-波数域分析方法的金属板损伤检测与评估 被引量:4
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作者 顾建祖 顾林霞 +1 位作者 骆英 徐晨光 《建筑技术》 北大核心 2017年第12期1283-1285,共3页
采用频率-波数域分析方法研究局部波数损伤成像算法,利用导波的色散特征,将损伤局部的导波波数变化为评价的损伤指标,进而基于SLDV构建非接触式高空间分辨率超声导波场拾取平台,并与数值模拟结果比较验证成像算法的有效性。研究形成的... 采用频率-波数域分析方法研究局部波数损伤成像算法,利用导波的色散特征,将损伤局部的导波波数变化为评价的损伤指标,进而基于SLDV构建非接触式高空间分辨率超声导波场拾取平台,并与数值模拟结果比较验证成像算法的有效性。研究形成的理论和方法成果可用于指导实际工程中的损伤检测。 展开更多
关键词 超声导波 频率-波数域 局部波数分析
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基于超声导波的高温管道壁厚监测技术优化 被引量:2
4
作者 周俊岑 甘芳吉 +2 位作者 王思宇 钟涛 杨随先 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期140-146,共7页
超声导波技术因可将超声换能器与高温环境隔离而常被用于高温管道的壁厚监测系统,但高温下常规耦合技术失效问题和信号信噪比低的问题影响了测量系统的可靠性和测量精度。设计用于传导超声信号的导波杆,基于声学匹配原理优化干耦合技术... 超声导波技术因可将超声换能器与高温环境隔离而常被用于高温管道的壁厚监测系统,但高温下常规耦合技术失效问题和信号信噪比低的问题影响了测量系统的可靠性和测量精度。设计用于传导超声信号的导波杆,基于声学匹配原理优化干耦合技术,解决高温环境下常规耦合技术的失效问题。提出自适应激励方式和测量数据的乘幂算法以提高高温下测量系统的自适应性和信号信噪比。采用智能分段声速方法对声速进行修正,使高温超声导波测厚系统的测量精度达到±0.03 mm。实验结果表明:在500℃的长期热源环境下,超声波换能器端的温度最高不超过56℃,验证了测量系统在高温环境下的可靠性。 展开更多
关键词 超声导波技术 高温管道 壁厚测量 声速修正 长期监测可靠性
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基于频域合成孔径聚焦的输电线路钢管杆超声导波成像检测 被引量:1
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作者 张鹏 徐贵 +3 位作者 赵拥华 周胜堃 薛有强 吕福在 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期362-368,共7页
输电线路钢管杆结构是一种带有拔梢斜度的大口径薄壁管,超声导波周向B扫描检测传感器激发的超声导波在钢管杆传播过程中存在波束扩散现象。为了解决钢管杆超声导波检测过程中波束扩散导致周向检测分辨率降低的问题,提出了一种钢管杆超... 输电线路钢管杆结构是一种带有拔梢斜度的大口径薄壁管,超声导波周向B扫描检测传感器激发的超声导波在钢管杆传播过程中存在波束扩散现象。为了解决钢管杆超声导波检测过程中波束扩散导致周向检测分辨率降低的问题,提出了一种钢管杆超声导波频域合成孔径聚焦方法(Synthetic Aperture Focusing Technique,SAFT)。采用文中构建的超声导波合成孔径成像检测装置对直径为608 mm的钢管杆进行超声导波扫查,可获得周向B扫描图像和频域合成孔径聚焦图像。对比钢管杆周向B扫描图像和频域合成孔径聚焦图像,频域合成孔径聚焦图像中散射体和通孔的周向检测分辨率明显优于B扫描图像,文章提出的钢管杆超声导波频域合成孔径聚焦方法能够显著改善超声导波周向检测分辨率。 展开更多
关键词 频域合成孔径聚焦 超声导波 钢管杆
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基于超声导波相位延迟的胶接修补结构脱粘监测
6
作者 林奎旭 张佳奇 +2 位作者 杨正岩 杨雷 武湛君 《强度与环境》 CSCD 2024年第4期25-32,共8页
胶接修补是修复受损结构的主要手段之一,但修补后的结构在疲劳载荷或极端环境等因素作用下容易再次产生脱粘损伤,从而影响结构的服役安全性。因此,需要对修补结构胶接界面处的脱粘损伤进行有效识别,本文提出了一种基于超声导波相位延迟... 胶接修补是修复受损结构的主要手段之一,但修补后的结构在疲劳载荷或极端环境等因素作用下容易再次产生脱粘损伤,从而影响结构的服役安全性。因此,需要对修补结构胶接界面处的脱粘损伤进行有效识别,本文提出了一种基于超声导波相位延迟变化的监测方法,首先采用多频率融合概率加权分布损伤诊断成像算法对脱粘损伤中心位置进行综合定位,然后通过相位延迟损伤因子与路径脱粘长度之间的关系来确定各个含损伤路径的脱粘边缘点,进而勾画出边缘点的凸包络曲线用于脱粘损伤轮廓识别。通过有限元仿真分析验证了该方法对脱粘损伤中心位置和形状识别的准确性,并在复合材料补片修补铝板结构试验件上开展试验进一步证明了该方法的有效性,从而可为胶接修补结构的安全使用评估提供实用的监测手段。 展开更多
关键词 胶接修补 脱粘监测 超声导波 多频率融合 相位延迟
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核电站蒸汽发生器传热管电磁超声导波自动化检测系统设计
7
作者 方志泓 王理博 +5 位作者 朱煜 张寅 王方方 孙海漩 徐华锋 郭盼 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期225-233,共9页
蒸汽发生器传热管作为高温气冷堆核电站一回路压力边界的关键部件,承担着热交换及辐射屏障的重要作用,其结构完整性严重影响核电安全运行。针对该类特殊结构传热管的在役检查难题,设计了专用的电磁超声导波自动化检测系统,研制了内置单... 蒸汽发生器传热管作为高温气冷堆核电站一回路压力边界的关键部件,承担着热交换及辐射屏障的重要作用,其结构完整性严重影响核电安全运行。针对该类特殊结构传热管的在役检查难题,设计了专用的电磁超声导波自动化检测系统,研制了内置单点检测式的磁场增强型电磁超声导波探头,开发了采用模块化组件的五轴联动多自由度自动运载装置,提出了基于机器视觉的管孔动态定位方法,建立了蒸汽发生器全尺寸模拟体试验平台并开展了定位精度测试与缺陷检测试验。试验结果表明所设计的自动化检测系统可实现任意位置目标管孔的高精度定位及自动行走,可识别模拟体上异种钢焊缝处与距离检测端约60 m处的刻槽缺陷,有效检测范围覆盖传热管全长,有望为高温气冷堆核电站蒸汽发生器特殊结构传热管的质量健康评价提供技术支撑。 展开更多
关键词 高温气冷堆 蒸汽发生器 传热管 电磁超声导波 自动化检测
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基于超声导波的氟化工高温管道壁厚检测技术
8
作者 李岩 罗茜 +2 位作者 刘睿浩 云泽 张冀翔 《化工机械》 CAS 2024年第1期145-150,164,共7页
基于超声导波无损检测技术,开发了一套应用于氟化工装置高温管道的壁厚检测装备,结合无线传输技术能够实现对高温管道腐蚀状况的长期在线监测,进而降低因腐蚀问题造成的泄漏、破裂等事故的发生频率。采用矩形波导杆作为温度缓冲结构,在... 基于超声导波无损检测技术,开发了一套应用于氟化工装置高温管道的壁厚检测装备,结合无线传输技术能够实现对高温管道腐蚀状况的长期在线监测,进而降低因腐蚀问题造成的泄漏、破裂等事故的发生频率。采用矩形波导杆作为温度缓冲结构,在超声换能器和高温管道之间实现自然降温,同时还能作为传递非频散水平剪切波的媒介。利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对波导杆和高温试件进行热仿真分析和超声波场模拟,对波导杆进行结构优化,并在波导杆上激励和接收了非频散水平剪切波。对常温和高温工况下的不锈钢板进行试验和仿真分析,研究了超声导波的传播特性与机理,测量了不同温度下的钢板厚度,揭示了温度对厚度测量的影响规律。 展开更多
关键词 高温管道 壁厚检测 波导杆 超声导波 仿真分析
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高压开关柜局部放电带电检测技术分析及应用
9
作者 黄昊忆 庄汝栋 +1 位作者 谢励耘 卢静文 《电工技术》 2024年第19期191-193,共3页
介绍了高压开关柜局部放电的暂态地电压检测技术、超声波检测技术、特高频检测技术。通过一起应用局部放电带电检测技术处置高压开关柜触头盒沿面放电的实际案例,验证了带电检测技术在检修工作中的有效性及重要性。
关键词 高压开关柜 暂态地电压 超声波 特高频 局部放电
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Eye on the Sky: A UAP Research and Field Study off New York’s Long Island Coast
10
作者 John Joseph Tedesco Gerald Thomas Tedesco 《Open Journal of Applied Sciences》 2024年第8期2267-2295,共29页
A ten-month field research study was meticulously conducted at Robert Moses State Park (RMSP) on the south shore of Long Island, NY. The objective was to determine if aerial phenomena of an unknown nature exist over a... A ten-month field research study was meticulously conducted at Robert Moses State Park (RMSP) on the south shore of Long Island, NY. The objective was to determine if aerial phenomena of an unknown nature exist over a coastal location and to characterize their properties and behaviors. Primary and secondary field observation methods were utilized in this data-centric study. Forensic engineering principles and methodologies guided the study. The challenges set forward were object detection, observation, and characterization, where multispectral electro-optical devices and radar were employed due to limited visual acuity and intermittent presentation of the phenomena. The primary means of detection utilized a 3 cm X-band radar operating in two scan geometries, the X- and Y-axis. Multispectral electro-optical devices were utilized as a secondary means of detection and identification. Data was emphasized using HF and LF detectors and spectrum analyzers incorporating EM, ultrasonic, magnetic, and RF field transducers to record spectral data in these domains. Data collection concentrated on characterizing VIS, NIR, SWIR, LWIR, UVA, UVB, UVC, and the higher energy spectral range of ionizing radiation (alpha, beta, gamma, and X-ray) recorded by Geiger-Müller counters as well as special purpose semiconductor diode sensors. 展开更多
关键词 Unidentified Anomalous Phenomenon (UAP) Forensic Techno-Signatures Office of the Director of National Intelligence (ODNI) Multispectral Electro-Optical (MEO) Ultraviolet A Radiation (UVA) Ultraviolet B Radiation (UVB) Ultraviolet C Radiation (UVC) Visible (VIS) Near-Infrared (NIR) Short-wave Infrared (SWIR) Long-wave Infrared (LWIR) Low-frequency (LF) high-frequency (HF) Radio-frequency (RF) Alpha Beta Gamma ultrasonic X-Band Active Radar Kinematics Aerodynamics Luminous Spheroids Robert Moses State Park (RMSP)
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超声导波在管中传播的理论分析与试验研究 被引量:48
11
作者 王秀彦 王智 +2 位作者 焦敬品 吴斌 何存富 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期11-16,共6页
采用分布式PZT传感器在管中激励和接收超声导波。根据在管状波导中传播的超声波具有频散现象及多模态特征,选择具有单一频率的特定信号激励超声波,使其频散最小;同时采用分布式传感器抑制不同模态的波型。其试验结果与理论预测相吻合。
关键词 超声导波 频散 模态 管道 无损检测 PZT传感器
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高频纵向导波在钢杆中传播特性的研究 被引量:19
12
作者 何存富 孙雅欣 +2 位作者 吴斌 王秀彦 刘增华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期538-544,共7页
计算了钢杆中纵向轴对称导波模态的衰减频散曲线和群速度频散曲线.分析了1~3MHz范围内高频纵向轴对称超声导波在钢杆中的传播特性.理论分析表明,各高阶纵向模态都存在一个衰减最小值,在此衰减最小值所对应频率下的高阶模态能传播较... 计算了钢杆中纵向轴对称导波模态的衰减频散曲线和群速度频散曲线.分析了1~3MHz范围内高频纵向轴对称超声导波在钢杆中的传播特性.理论分析表明,各高阶纵向模态都存在一个衰减最小值,在此衰减最小值所对应频率下的高阶模态能传播较远距离,可用于钢杆导波检测.建立实验系统,采用轴对称同端激励接收的方法,根据第1次端面回波做出群速度和端面回波幅值随频率变化曲线,实验结果与理论分析基本吻合.表明考虑材料衰减特性的钢杆频散曲线可以作为实验指导依据. 展开更多
关键词 高频 超声导波 检测 衰减
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高频纵向超声导波在埋于无限大介质中钢杆的传播特性 被引量:22
13
作者 何存富 孙雅欣 +3 位作者 王秀彦 张青 刘增华 吴斌 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期82-88,共7页
从理论上分析高频纵向超声导波在埋于无限大介质中钢杆传播的特性。根据在杆状波导中传播的超声波具有频散现象及多模态特征,选择特定频率下的单音频信号激励超声导波,使其衰减最小,能传播较长距离:能量速度最大,最先到达,从而可与其他... 从理论上分析高频纵向超声导波在埋于无限大介质中钢杆传播的特性。根据在杆状波导中传播的超声波具有频散现象及多模态特征,选择特定频率下的单音频信号激励超声导波,使其衰减最小,能传播较长距离:能量速度最大,最先到达,从而可与其他速度较慢的模态相区别。说明此频率下的纵向模态可用来对埋于介质中的钢杆进行检测。同时建立试验系统,对直径22 mm、长度1 m的埋于水泥中的钢杆进行检测,并对结果进行时频分析,试验结果与理论分析相吻合。 展开更多
关键词 钢杆 超声导波 高频 无损检测 无限大介质
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基于超声导波技术对钢杆表面缺陷的无损检测研究 被引量:30
14
作者 吴斌 李隆涛 +3 位作者 王秀彦 于海群 李涌 何存富 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期149-154,共6页
研究了圆柱钢杆内导波的传播及其频散特性。通过实验验证了杆中“直达纵波”这一现象并对其进行了分析,同时利用所建立的实验系统,对2320mm长圆柱钢杆表面的人工缺陷进行了检测。结果表明,在特定频率处,选择L(0,1)模态的超声导波检测钢... 研究了圆柱钢杆内导波的传播及其频散特性。通过实验验证了杆中“直达纵波”这一现象并对其进行了分析,同时利用所建立的实验系统,对2320mm长圆柱钢杆表面的人工缺陷进行了检测。结果表明,在特定频率处,选择L(0,1)模态的超声导波检测钢杆中的缺陷是可行的。 展开更多
关键词 超声导波 频散 钢杆 无损检测
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超声导波管道检测中导波模态及频率的选择 被引量:20
15
作者 李一博 靳世久 +2 位作者 孙立瑛 宋志东 张元凯 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B06期143-147,共5页
长距离管道超声导波检测技术是一种新的管道无损检测技术,可以对常规方法无法接近的管道进行快速检测,工程应用前景非常广阔.本文对管道超声导波检测过程中传感器的数量和布置间距对榆出导波信号的影响进行了讨论,并以纵向轴对称导波L(... 长距离管道超声导波检测技术是一种新的管道无损检测技术,可以对常规方法无法接近的管道进行快速检测,工程应用前景非常广阔.本文对管道超声导波检测过程中传感器的数量和布置间距对榆出导波信号的影响进行了讨论,并以纵向轴对称导波L(0,2)为例,就导波模态及频率的选择对检测效果及一次性检测长度的影响进行了研究.综合多方因素选择的最优试验频率即可作为现场管道试验的检测频率. 展开更多
关键词 超声导波 压电传感器 导波模态 最优频率
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超声柱面导波技术及其应用研究进展 被引量:125
16
作者 何存富 吴斌 范晋伟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期203-214,共12页
综述无损检测中的超声柱面导波技术及其应用研究进展.给出导波的频散及多模式特征,着重评述超声导波的模式和频率选择、导波的激励和接收方法、导波与缺陷的相互作用、信号处理与特征提取以及导波技术在无损检测中的应用前景.
关键词 超声导波 频散 管道 无损检测
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基于振动模态分析的钢轨中超声导波传播特性数值计算方法 被引量:20
17
作者 何存富 刘青青 +2 位作者 焦敬品 刘飞 吴斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期9-13,共5页
针对钢轨等复杂异型波导结构中超声导波频散特性难于求解的问题,通过振动模态分析提取出钢轨中超声导波传播特性。基于振动特征频率和波动解互相转化的原理,将振动模态分析获得的特征频率解,转换成波动解,进而提取出钢轨的频散特性。同... 针对钢轨等复杂异型波导结构中超声导波频散特性难于求解的问题,通过振动模态分析提取出钢轨中超声导波传播特性。基于振动特征频率和波动解互相转化的原理,将振动模态分析获得的特征频率解,转换成波动解,进而提取出钢轨的频散特性。同时,还可以由结构振动分析中获得的变形信息,计算出超声导波的波结构。通过对计算出的钢轨中低阶超声导波模态频散特性和波结构分析,选择出适合钢轨无损检测的超声导波模态类型和频率范围,为后续专用超声导波传感器设计和检测实验提供理论支持。 展开更多
关键词 模态分析 特征频率法 钢轨 超声导波 频散特性 波结构
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超声导波在管道中传播的数值模拟 被引量:36
18
作者 何存富 李隆涛 吴斌 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期129-133,共5页
为了研究超声导波在管道中的传播特性并从中选择适合于无损检测的导波模态,在弹性动力学理论基础上,分析了超声导波在管道中传播时存在多模态与频散特性;通过编程数值计算了超声导波在管中传播时的频散曲线和各模态沿管壁的位移分布;利... 为了研究超声导波在管道中的传播特性并从中选择适合于无损检测的导波模态,在弹性动力学理论基础上,分析了超声导波在管道中传播时存在多模态与频散特性;通过编程数值计算了超声导波在管中传播时的频散曲线和各模态沿管壁的位移分布;利用数值计算结果以及Fourier分解法,模拟了导波在管道中的传播现象,获得各个模态在传播一定距离后的时域波形.结果表明,在特定频率下,L(0,2)模态导波频散现象较小、传播速度最快,是管道缺陷无损检测的理想模态.数值模拟结果与理论分析相吻合,并且证明此种Fourier分解法可以有效地模拟管道中超声导波的传播特性. 展开更多
关键词 超声导波 频散 无损检测
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管道导波检测中激发频率的选择及灵敏度分析 被引量:13
19
作者 他得安 王威琪 +2 位作者 汪源源 余建国 刘镇清 《无损检测》 北大核心 2005年第2期83-86,104,共5页
采用超声纵向导波对热交换管进行检测。首先利用导波的频散曲线,选定了检测的最佳导波模式L(0,2),然后用位移分布、应力分布及总能量密度分布等选取了用该模式检测特定管道的频厚积,最后通过试验分析了管道导波检测的灵敏度。试验结果表... 采用超声纵向导波对热交换管进行检测。首先利用导波的频散曲线,选定了检测的最佳导波模式L(0,2),然后用位移分布、应力分布及总能量密度分布等选取了用该模式检测特定管道的频厚积,最后通过试验分析了管道导波检测的灵敏度。试验结果表明,L(0,2)模式的波长比缺陷尺寸大10倍时,也能非常清楚地检测到缺陷。 展开更多
关键词 超声检验 管道 导波 激发频率 灵敏度
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锚杆锚固质量的超声导波检测技术研究 被引量:10
20
作者 何文 王成 +2 位作者 石文芳 宁建国 赵奎 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期567-572,578,共7页
采用低频超声纵向导波检测了锚杆的锚固质量.首先研究了调制波类型及激励信号周期数对信号频谱的影响,优选出汉宁窗调制的正弦波信号作为检测信号,然后数值模拟研究了20~100kHz纵向导波在锚杆锚固段上界面的反射情况,进行了纵向导波在... 采用低频超声纵向导波检测了锚杆的锚固质量.首先研究了调制波类型及激励信号周期数对信号频谱的影响,优选出汉宁窗调制的正弦波信号作为检测信号,然后数值模拟研究了20~100kHz纵向导波在锚杆锚固段上界面的反射情况,进行了纵向导波在锚杆底端与锚固段上界面反射回波的时间差确定锚固锚杆的脱锚长度,进而确定锚杆的粘结密实度的理论与试验研究,结果表明:随着频率的增大,锚固段上界面的反射回波系数逐渐减小.锚固段上界面反射回波系数的试验与数值模拟结果变化趋势差异较大,原因为传感器具有谐振频率及传感器与锚杆接触面耦合存在能量损失.粘结密实度测定的试验与理论结果吻合较好. 展开更多
关键词 锚固锚杆 低频超声纵向导波 上界面反射回波 脱锚长度 粘结密实度
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