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686 2018 年 9 月

料的几何尺寸不可避免地会出现些许误差，导致通 绕行圆管两周之后由 R x 第三次接收所得。图 6(a)
过 R x 实验观测到的超声时域信号的包络形状看似 中相邻包络之间的时间差 ∆t = 313.24 µs，周向导
并不十分规则，模式纯度并不十分理想。为减小圆 波绕行一整周的弧长 ∆L = 2πR 2 ，据此可计算超
管壁厚不均匀性对超声测量的影响，采用施加适当
声时域信号的群速度 c g = ∆L/∆t = 2.20 km/s。
宽度的 Hanning 窗的调制方式对周向导波时域信
该群速度值非常接近基频周向导波模式 (图 2(b) 中
号进行处理 [24] 。
的点 P 0 ) 的线群速度理论值 (R.E. 1.85%)。对时域
图 6(a) 为施加 Hanning 窗调制的基波和二次
包络信号 A 进行傅里叶变换，得到如图 6(b) 所示
谐波时域信号。R x 所接收到的超声信号中包含有
的幅频曲线。由图 6(b) 可知，在射频脉冲载波频率
三个清晰的时域包络信号。从时间顺序上看，A表示
斜劈超声换能器R x 首次接收到的超声时域信号，经 f = 0.88 MHz 处，二次谐波的幅频曲线存在峰值，
推测，B 应是超声时域信号继续绕圆管周向传播一 该显著的二次谐波幅频响应当归结于基频周向导
周之后由 R x 再次接收所得，C 应为超声时域信号 波沿圆管周向传播过程中的二次谐波发生效应。

ᝠካ఻ ᇨฉ٨

Ritec SNAP ጇፒ

ᛰѓ٨ ஊܸ٨
L

290 mm
α α
θ
T x T x R x
Circular tube
R x
O
A401S r/R 2
੾Ԫԍ-ԍᣒᕳᄊ᧛࡛ړኮ
r/R 1
V403
᧛࡛ړኮ

(a) ևՔ࠮ฉࠄᰎጇፒ (b) តನႵҷតᰎ [24]
图 5 周向导波实验系统与试样疲劳试验 [24] 示意图
Fig. 5 Schematic diagram of experimental setup for measurements of CGWs propagation, and specimen
subjected to fatigue loading
0.03 0.003 4.0
0.15
∆t ∆t ۳ฉ ̄൓ៈฉ
3.5
0.02 0.002 0.10
3.0
A ࣨϙ/10 -4 V
0.01 0.001 0.05
B C 2.5
ࣨϙ/V 0 0.000 ̄൓ៈฉࣨϙ/V ࣨϙ/10 -4 V 2.0 0.00 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0
-0.01 -0.001 1.5 ᮠဋf⊳MHz
1.0
۳ฉ
-0.02 -0.002
̄൓ៈฉ 0.5 ̄൓ៈฉ
-0.03 -0.003 0.0
0 200 400 600 800 1000 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
௑ᫎ/µs ᮠဋf⊳MHz
(a) ௑۫ηՂ (b) ࣨᮠజጳ
图 6 换能器 R x 所接收到的周向导波
Fig. 6 Circumferential guided waves received by R x