[发明专利]基于横波直探头的管道缺陷周向导波无损检测方法

权利要求书

1.基于横波直探头的管道缺陷周向导波无损检测装置，其特征在于：该装置包括任意 函数信号发生器(1)、功率放大器(2)、数字示波器(3)、发射信号横波直探头(4)、接收信号 横波直探头(5)、计算机(6)、管道(7)；任意函数信号发生器(1)的输出端分别与功率放大器 (2)以及数字示波器(3)的输入端连接，发射信号横波直探头(4)置于管道(7)的外壁并与功 率放大器(2)的输出端连接，接收信号横波直探头(5)置于管道(7)的外壁，与数字示波器 (3)连接，计算机(6)与数字示波器(3)连接；

其中发射信号横波直探头(4)与接收信号横波直探头(5)中心频率均为500kHz，由人工 按压在管道(7)表面，通过专用耦合剂耦合在管道表面；发射信号横波直探头(4)用于激励 周向导波，接收信号横波直探头(5)用于接收周向导波。

2.依据权利要求1所述的基于横波直探头的管道缺陷周向导波无损检测装置，基于横 波直探头的管道缺陷周向导波无损检测方法，其特征在于：基于横波直探头的管道缺陷周 向导波无损检测方法其具体实现步骤如下：

步骤一：检测系统搭建；

步骤二：运用数值计算软件，基于管道物理参数密度ρ、纵波速度c_L和横波速度c_s，尺寸 参数管道内径r₁和管道外径r₂建立管道结构波动模型和周向导波的频散方程，对频散方程 进行数值求解，绘制管道周向导波群速度曲线；

步骤三：根据步骤一得到的周向导波群速度曲线选择适合管道缺陷无损检测导波模态 的激励频率，并提取在此频率下各个周向导波模态的群速度v_g；

步骤四：在步骤二中选择的频率下，绘制所在频率下各个周向导波模态的波结构图；分 析各周向导波模态的轴向位移、周向位移和径向位移，确定相应周向导波模态的激励方法， 确定横波直探头的偏振方向与激励周向导波典型模态的关系；

步骤五：由任意函数信号发生器(1)产生汉宁窗调制的特定周期的正弦波激励信号，分 别输入至功率放大器(2)与数字示波器(3)；经过功率放大的激励信号输入发射信号横波直 探头传感器(4)，发射信号横波直探头(4)以步骤三确定的偏振方向进行布置，激励相应模 态的周向导波；接收信号横波直探头(5)与发射信号横波直探头(4)布置方向相同，接收相 应模态周向导波；通过分析接收信号中的反射回波到达接收点的时间，确定管道缺陷位置。