Page 243 - 《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 777

范围覆盖了检测位置 1 的盲区，从而识别到缺陷 1。 ᤰߘ 25.4 mm
ᨡᨔࣜ
对于方向控制不佳产生的异侧波问题，如检测位置 Ѣയ ͜ਖ٨1 ͜ਖ٨2 ӵኧ ཝᎋ
1信号中缺陷2回波被左端面回波覆盖，影响信号判
读，在引入检测位置2 进行多点检测后，识别到被左 (a) ᇨਓڏ
端面回波覆盖的缺陷 2，降低了方向控制对结果的 100
影响。对于多次反射回波干扰问题，如检测位置 2 ࢻቫ᭧ Կቫ᭧
50 ᄯӝ ཝᎋ
信号中导波能量多次在焊缝和右端面间反射，从而 (ళᜂೝѣ)
在波形图中呈现多次焊缝回波，极其影响位置判断， ႃԍ/V 0
经过多点检测信号处理后，焊缝回波的起始处只在 ӵኧ
-50 ᄯӝ 50.8 mm
ᨡᨔࣜ
实际位置上下对齐，杜绝了特征多次反射导致的误 ࠵ࡇࠪᎥᬞ (͜ਖ٨2) 25.4 mm
ᨡᨔࣜ
(ళᜂೝѣ)
判。多点检测在解决上述问题的基础上，波形图中 -100 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
各缺陷特征回波高亮区域亦能与图 8 中实际位置对 ᡰሏ/m
(b) 32 kHz
应，结果更加直观。
100
1.0 ࢻቫ᭧ ཝᎋ Կቫ᭧
ܱΟ ЯΟ
ཝᎋ ͜ਖ٨2 50
ܳ൓Ԧ࠱ ᄯӝ ӵኧ
0.5 Ꭵᬞ 1 Ꭵᬞ2 ႃԍ/V 0
ॆʷӑࣨϙ 0 -50 ࠵ࡇࠪᎥᬞ ᄯӝ 50.8 mm 25.4 mm

ᨡᨔࣜ
ᨡᨔࣜ
ࢻቫ᭧ ࢻቫ᭧ ཝᎋ (ళᜂೝѣ) (͜ਖ٨2) (ళᜂೝѣ)
-0.5 Կቫ᭧
᪫ϸฉ (ᡑݽܫࠫᴏ) -100
ЯΟ ܱΟ 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
͜ਖ٨ 1
ᡰሏ/m
-1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 (c) 64 kHz
ᡰሏ/m
100
ࢻቫ᭧ ᤰߘവલᎥᬞ Կቫ᭧
图 9 仿真信号的多点检测处理结果 (ᄯӝЯ) ཝᎋ
50 ӵኧ
Fig. 9 Multi-point detection processing results of ᄯӝ (ళᜂೝѣ)
simulation signal ႃԍ/V 0
3 多点多频检测方法实验验证 -50 ᄯӝ
Ѣയ 50.8 mm 25.4 mm
ᨡᨔࣜ
വલᎥᬞ (͜ਖ٨2) ᨡᨔࣜ
利用第 1 节的实验系统对多点多频检测方法 -100
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
进行验证，如图 10(a) 所示，待测管道试样长度为
ᡰሏ/m
3.3 m，其上包含焊缝、卡箍、铁钴带等特征与凹 (d) 128 kHz
槽、通孔缺陷。预先设置传感器1与传感器2 间距为
图 10 管道试样的多点多频检测结果
900 mm，按该距离施行多点检测方案。将A扫信号 Fig. 10 Multi-point and multi-frequency detec-
能量镜像处理并前后移动，图 10(b)∼(d) 中下半部 tion results of pipeline specimen
分对应传感器 1，上半部分对应传感器 2，在两个传
感器中分别以 32 kHz、64 kHz 和128 kHz 三个检测 结合图 10、图 11 统计 3 个检测频率的缺陷特
频率进行导波检测。可以看出，由于使用了多点检 征检出效果，可以看出，焊缝的相对幅值比随检
测方法，处于传感器 1 的检测盲区的通孔缺陷被检 测频率增加呈上升趋势，而卡箍的相对幅值比则
出，图中较浅颜色代表的杂扰信号也得以有效排除， 相反呈下降趋势，故 32 kHz 未检出焊缝，128 kHz
两个传感器和左右端面的相对位置较为明确，其余 未检出卡箍。50.8 mm 铁钴带对应 32 kHz 的 0.5 倍
的检出特征也能够通过上下是否对齐判断其所处 波长，25.4 mm 铁钴带对应 64 kHz 的 0.5 倍波长，
实际位置，与示意图中的结构相匹配。 处于反射系数曲线的波谷，均无法被有效地检出。