[发明专利]一种基于时间反转周向Lamb波的大口径厚壁管道缺陷定位方法

权利要求书

1.一种基于时间反转周向Lamb波的大口径厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：通过以下两种方式实现，应用传感器阵列和多通道信号激励接收系统进行检测；全部传感器布置在同一个被测圆周上，距缺陷最近的传感器与其他传感器保持相对较大距离，而其余传感器等间距布置，并且确保该间距尽可能小；在时间反转过程中，距缺陷最近的传感器与其余传感器始终处于不同的工作模式（激励或接收）；应用一对传感器和单通道信号激励接收系统进行检测；两传感器布置在同一个被测圆周上，距离缺陷近的传感器固定不动并始终工作在激励模式，而另一传感器沿圆周方向移动多个位置且始终工作在接收模式；整个过程需确保另一传感器在较小范围内移动，且两传感器之间距离相对较大。

2.根据权利1要求所述的一种基于时间反转周向Lamb波的大口径厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：应用传感器阵列和多通道信号激励接收系统进行检测；用传感器阵列实现多通道周向导波的时间反转聚焦，阵列中传感器数量大于2；此方法包含以下步骤(1)传感器阵列中的一个单元激发周向导波，同时其余单元接收导波信号；(2)确定时间反转信号的截取范围，作为多通道信号共同的时间反转窗；(3)将多通道信号在截取范围内的部分在时域中翻转，重新加载于对应传感单元，同时(1)中的信号激励单元此时用来接收多通道聚焦信号；(4)分析聚焦信号，判断缺陷是否存在，并进一步确定缺陷位置。

3.根据权利要求1中所述的一种基于时间反转周向Lamb波的大口径厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：采用单通道信号激励接收系统并且仅使用一对传感器；采用任意波形发生器的专用触发通道，即触发器输出连接器TTL Output，以保证各通道接收信号融合时的同步性；该方法包含以下步骤(1)确定时间反转信号的截取范围，作为多通道信号共同的时间反转窗；(2)实施一次单通道时间反转操作；(3)改变接收传感器位置n次，并重复单通道时间反转操作相同次数，n>0；(4)将多个单通道时间反转接收信号相加，得到多通道时间反转聚焦信号；(5)分析聚焦信号，判断缺陷是否存在并进一步确定缺陷位置。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于时间反转周向Lamb波的大口径厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：多通道时间反转截取范围从各通道直达波包的结束至其沿管道传播一周的回波波包之前；截取范围应包含多通道信号中周向Lamb波与缺陷相互作用产生的波包。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于时间反转周向Lamb波的大口径厚壁管道缺陷定位方法，其特征在于：识别出信号中两处明显的时间反转聚焦波包，计算波包的峰值时间t₁和t₂、(t₂-t₁)/2就是周向Lamb波从传感器A传播到缺陷所需的时间；借助周向Lamb波相应模态的波速v和楔块长度一半d即可计算出缺陷到传感器A的距离；第一个聚焦波包的幅值最大，并且波形周期数与原始激励信号近似相等；第二个聚焦波包出现在直达波之后，周向回波（周向导波沿管圆周传播一圈后被接收到的波形）之前，除直达波和周向回波外，该波包幅值最大，且波形周期数与原始激励信号近似相等；如果采用应用一对传感器和单通道信号激励接收系统进行检测的实现方式，该波包的另一个特征在于在各个通道的时间反转接收信号中，该波包出现在同一时间位置，且波形相似。