Page 244 - 《应用声学》2025年第3期
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50.8 mm铁钴带在64 kHz与128 kHz 的检测频率下 与第 2节基本一致，因此，多频检测不仅可以降低缺
回波形状为双峰，25.4 mm铁钴带的回波在128 kHz 陷特征的漏检现象，还可以基于反射系数与回波形
下具有双峰的趋势。2% 凹槽模拟缺陷与 ϕ7 mm 通 状随频率变化趋势，对缺陷特征的类型和尺寸进行
孔模拟缺陷尺寸小于 3 个检测频率的 0.25 倍波长， 初步判断，如通过反射系数随检测频率的上升、下
其相对幅值比随检测频率增加而提高，从波形图中 降趋势确定对应的特征是焊缝或卡箍，根据波包的
看仅有 128 kHz 检出了两个小尺寸缺陷。上述结果 能量与单双峰形状估计缺陷的轴向尺寸。
0.40
0.35 32 kHz
0.30 64 kHz
ᄱࠫࣨϙඋ 0.25
128 kHz
0.20
0.15
0.10
0.05 ᄦ
0
ཝᎋ ӵኧ 50.8 mm 25.4 mm ᤰߘ Ѣയ
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图 11 缺陷和特征的多频检测统计
Fig. 11 Multi-frequency detection statistics of defects and features
参 考 文 献
4 结论
[1] 李健, 陈世利, 黄新敬, 等. 长输油气管道泄漏监测与准实时
本文提出了一种适用于管道的多点多频导波
检测技术综述 [J]. 仪器仪表学报, 2016, 37(8): 1747–1760.
检测方法，利用仿真和实验对其必要性与有效性进 Li Jian, Chen Shili, Huang Xinjing, et al. Review of leak-
行探究。结果表明，缺陷的多频检测特性与其轴向 age monitoring and quasi real-time detection technologies
for long gas & oil pipelines[J]. Chinese Journal of Scientific
尺寸存在规律，并提出了反射系数波峰、波谷与回波 Instrument, 2016, 37(8): 1747–1760.
形状单、双峰间的联系。在 1.5 倍检测波长内，缺陷 [2] Vinogradov S, Adam C, Jay F. New magnetostrictive
transducer designs for emerging application areas of
的反射系数呈周期性变化，反射系数曲线中波峰对
NDE[J]. Materials, 2018, 11(5): 755.
应回波形状为单峰，波谷对应回波形状为双峰，缺陷 [3] 王悦民, 沈立华, 申传俊, 等. 管道导波无损检测频率选择与
尺寸在大于 1.5 倍检测波长时，反射系数平稳上升， 管材特征关系 [J]. 机械工程学报, 2009, 45(8): 243–248.
Wang Yuemin, Shen Lihua, Shen Chuanjun, et al. Re-
对应回波双峰逐渐分离。在管道不同位置布置传感
lationship between frequency selection and pipe charac-
器进行多点检测时，处理后的结果可以覆盖传感器 teristics for guided waves NDT[J]. Journal of Mechanical
固有盲区，降低方向控制不佳、特征多次反射对信 Engineering, 2009, 45(8): 243–248.
[4] Kim Y G, Moon H S, Park K J, et al. Generating and
号判读的影响。按传感器布置间距移动波形后，根 detecting torsional guided waves using magnetostrictive
据是否上下对齐快速辨别缺陷特征的实际位置。 sensors of crossed coils[J]. NDT & E International, 2011,
44(2): 145–151.
利用提出的方法对包含多个缺陷特征的管道
[5] 徐江, 陈广, 刘志伟, 等. 非接触式磁致伸缩扭转导波传感器研
试样展开实验研究，其中32 kHz、64 kHz和128 kHz 制 [J]. 华中科技大学学报 (自然科学版), 2019, 47(1): 13–17,
组合的多频检测实现了所有缺陷和特征的检出，抑 21.
Xu Jiang, Chen Guang, Liu Zhiwei, et al. Development
制了因检测频率固定导致的漏检和误判现象。于多 of non-contact magnetostrictive sensor for exciting tor-
点检测中预先测量传感器间的相对距离，处理后的 sional guided wave[J]. Journal of Huazhong University of
波形中缺陷特征均可在实际位置上下对齐。相较于 Science and Technology(Natural Science Edition), 2019,
47(1): 13–17, 21.
传统单点单频检测，多点多频检测方法无需增加系 [6] Vinogradov S, Jay F. Review of guided wave testing using
统复杂性，可降低干扰信号的影响，同时提高缺陷 magnetostrictive transducers[C]// 12th European Confer-
ence on Non-Destructive Testing (ECNDT 2018), 2018.
检出能力与结果直观程度，有望在工程上得到广泛
[7] Kharrat M, Ichchou M N, Bareille O, et al. Pipeline in-
应用。 spection using a torsional guided-waves inspection system.
