Page 241 - 《应用声学》2025年第3期

第 44 卷 第 3 期 刘韧等： 管道缺陷和特征的多点多频超声导波检测方法 775

于32 kHz附近存在拐点，且两组反射系数随频率变 1.7 0.5
1.6 25.4 mm
化的趋势相反，与仿真计算曲线存在相同的规律。 50.8 mm
0.5
ࠄᰎԦ࠱ጇ஝/10 -2 1.2 ͌ᄾ ͌ᄾಖюӑԦ࠱ጇ஝
ᎥᬞᣉՔ᫂ए(૱ካੇฉ᫂) 1.4
λ/2 λ 3λ/2 2λ 5λ/2 1.3 1
0.06 - λ
4
0.05 1.1 ᝠካజጳ
1.0
1
0.04 0.9 - λ
2
Ԧ࠱ጇ஝ 0.03 0.8 31 32 33 34 35 36 37 38 0.1
0.7
0.02 ᮠဋ/kHz

0.01 图 4 检测频率为 32 kHz 附近的反射系数曲线
Fig. 4 Reflection coefficient curve in detection
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 frequency near 32 kHz
ᮠဋ/kHz
(a) Ԧ࠱ጇ஝జጳ 64 kHz 适 配 器 的 实 验 结 果 如 图 5 所 示，

1.0 25.4 mm铁钴合金带的反射系数与仿真结果匹配程
ԥ࢏
λ
度较高。在缺陷尺寸对应0.5 倍检测波长时，反射系
0.5 ᚸՌ λ ~ 3λ/2 数处于曲线的波谷，从 64 kHz 与 69 kHz 对应的波
ॆʷӑࣨϙ 0 ԥ࢏ 3λ/2 形可以看出，两者缺陷的回波能量差距明显，若仅使
用64 kHz进行检测，该尺寸缺陷极易出现漏检。

Ѭሏ
3λ/2 ~ 2λ λ/2
4.5
-0.5 0.11
Ѭሏ 2λ 4.0
3.5 69 kHz
-1.0
0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 3.0
௑ᫎ/ms
(b) Чیڀฉॎ࿄ ࠄᰎԦ࠱ጇ஝/10 -2 2.5 64 kHz ͌ᄾಖюӑԦ࠱ጇ஝

图 2 轴向长度 50.8 mm 缺陷的仿真结果 2.0 Ꭵᬞ ቫ᭧
1.5
Fig. 2 Simulation results of 50.8 mm axial length
1.0
defect
0.5
0.07
0
ኮ᥋ࡇࠪ φ100f2 mm ᇓᒱͩ᎖ 61 62 63 64 65 66 67 68 69
͜ਖ٨ ᮠဋ/kHz
图 5 检测频率为 64 kHz 附近的反射系数曲线
ʽͯ఻
Fig. 5 Reflection coefficient curve in detection
frequency near 64 kHz
࠮ฉೝ฾᝺ܬ
图 6 为 128 kHz 适配器检测两组模拟缺陷的结
果，左边较快到达的波包对应25.4 mm铁钴合金带，
从图中可以清楚地看出缺陷尺寸在一倍波长附近
时，反射波形从单峰分离为双峰再融合的过程。右

图 3 磁致伸缩导波检测系统 边较慢到达的波包对应 50.8 mm 铁钴合金带，在此
Fig. 3 Magnetostrictive guided wave detection 检测频率下缺陷尺寸均大于 1.5 倍波长，此时回波
system 形状为双峰，与仿真结果一致。