[发明专利]一种非金属管道损伤穿透式导波检测新方法

权利要求书

1.一种非金属管道损伤穿透式导波检测新方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1根据非金属管道纵向模态的群速度，得到理论频散曲线，选取高频信号和低频信号构成混频损伤检测信号，并获取待测管道上该高频信号和低频信号的实际群速度；

S2采用同侧激励的非线性混频损伤检测信号对非金属管道损伤实现双通道激励－单通道接收探测，在高频信号中增加延时构成多组非线性混频损伤检测信号；

S3采用经验模态分解方法对接收信号实现分解，选取包含非金属管道裂纹所产生的非线性分量的本征模态进行信号重构；

S4对重构信号进行归一化处理，采用希尔伯特黄变换求出各个延时信号的瞬时频率与瞬时幅值；

S5根据非线性声波调制原理与非线性声波损伤定位方法求出损伤所在位置。

2.根据权利要求1所述的一种非金属管道损伤穿透式导波检测新方法，其特征在于，利用空心圆柱体的导波频散曲线计算得到非金属管道的理论频散曲线，根据频散曲线中的L(0,2)曲线分别确定构成非线性混频损伤检测信号的低频信号与高频信号的群速度，低频信号群速度为高频信号群速度的三分之二，然后利用导波在不同频率的群速度不同的特点，从而决定高频信号与低频信号用作混频损伤检测信号的频率。

3.根据权利要求1所述的一种非金属管道损伤穿透式导波检测新方法，其特征在于，所述S1中通过超声应力波测速仪对待测非金属管道的高频信号与低频信号群速度进行测定。

4.根据权利要求1所述的一种非金属管道损伤穿透式导波检测新方法，其特征在于，所述S2还包括根据群速度不同的特点，低频信号不需设定延时，在高频信号设定一个固定的延时步长，通过非线性混频损伤检测信号中的高频信号施加按固定延时步长增加的延时时间，构成多组具有不同延时时间的非线性混频损伤检测信号。

5.根据权利要求1所述的一种非金属管道损伤穿透式导波检测新方法，其特征在于，所述S2中混频激励信号通过混频激励传感器发送，单通道接收信号通过接收信号传感器接收；利用压电传感器激励超声导波，通过导波对待测非金属管道损伤进行穿透式探测，穿透式导波作为非线性混频损伤检测信号的载体携带损伤信息传送到接收传感器；

所述混频激励传感器布置在待测非金属管道的左侧，接收信号传感器布置在待测非金属管道的右侧，所述混频激励传感器由高频分量发射传感器及低频分量发射传感器构成。

6.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于，所述S3具体为，首先对具有不同延时的非线性混频检测接收信号进行高通滤波，除去混频信号中的低频信号与工频噪声，然后对滤波后信号实现EMD分解，通过傅里叶变换对EMD分解结果实现频谱分析，选取包含非金属管道裂纹所产生的非线性分量的本征模态进行信号重构。

7.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于，所述S4具体为：根据S2中设定的高频信号的延时步长，对应步长增加高频信号的延时的重构信号，在高频信号的总延时范围内，获取对于不同延时信号的瞬时幅值与瞬时频率。

8.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于，所述S5具体为：采用非线性声波损伤定位法，对于所用不同延时的非线性混频检测接收信号，通过对比判断所用延时最大瞬时幅值，获取其对应的延时时间，然后结合固定延时步长与高频与低频信号的群速度，计算出损伤在待测管道的位置。