管道超声导波检测中传感器的运用(共3767字).doc
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1、管道超声导波检测中传感器的运用(共3767字)摘要:随着我国社会经济快速发展,各种化工管线的应用数量不断增多,但是因为管道在长时间运行时很容易受到侵蚀,出现裂纹、破损等情况,导致原料泄漏,造成巨大的经济损失。采取多种科学有效的检测方式,确保管道质量得到提高。管道超声导波检测技术能够对管道进行全面检测,也可以极大地节省检测时间,降低检测强度。但是受到管道工作条件、结构尺寸等因素影响,造成超声导波检测对导波励磁方式和传感器使用要求也不尽相同。本文介绍五种不同传感器的工作原理和使用特点,积极探究明确了传感器在管道超声波感应波检测中的选择和记录,以及传感器在超声波检测中的特定应用对策。关键词:传感器;
2、管道超声导波检测;应用分析超声波在超声波管道介质中的传播在接触界面后会产生反射,并且波形会相互转化或相互干扰。超声波导波检测技术可用于长距离管道的快速检测,有效减少人工强度,也能够对整个管道的缺陷进行全面判断。1管道导波的零散和多模态特点超声波在管道介质中传播与介质结构尺寸具有密切关联,超声导波的传播速度取决于频率,导波的速度随着频率不断改变出现频闪现象。当超声波引导波在管道轴向上传播时,将出现纵向模式扭转模式和弯曲模式。纵向模式和扭转模式属于轴对称模式,而弯曲模式为非轴对称模式1。2传感器的主要分类2.1压电式传感器压电式传感器具有价格低廉、灵敏度高、方便廉价的优势,在管道导波检测中非常常见
3、。压电式传感器主要包括斜探头、直探头和梳状探头等不同结构,所产生的激励导波形式与模态也各不相同。斜探头能够选择不同的角度,快速获得导波速度,在某一频率上形成单一模态导波。直探头则可以激励数值方向导波,倾斜探头比直探头更容易控制导波模式,并且灵敏度也更高。梳状探头可用作过滤器,以调整探头之间的尺寸,能够使基地导波的波长被合理控制。如果探头间的距离固定,在相应频率下,斜线与曲线相交处的导波。实现均匀周向分布,这也能够抑制非轴对称模态2。斜探头主要以内置结构为主,在实际应用时具有非常大的局限性,利用螺杆能够在紧固装置上固定斜探头,能够对蒸汽管道内壁的缺陷进行快速判断。探头滑动可以选择不同的入射角,并
4、且可以改变耦合形状,从而可以有效地减少入射波并在耦合介质中反射信号。对于管道而言很多复杂的多层管道,模态分析也非常复杂。运用斜探头良好模态能够快速对管道进行分析,应用范围非常广泛。但受制于传感器尺寸、速度场以及信号频谱的影响,这也导致斜探头只能够在特定频率和模态中应用。直接探头采用耦合方式,具有长度扩展的特点。沿特定方向安装会在管道表面产生切向力,并确保激励导波沿单个方向传播,量阻环距离所需激励模态导波长的1/4。该传感器阵列能够快速的激励出扭转模态,不同的传感器旋转90度安装时,能够在管道中产生轴向力。对抽象焊接的支架具有非常高的敏感度,根据管道的不同状况,快速选择相对应的模态。梳状探头与传
5、感器环之间的距离固定,激励波导波一致速度和频率是相同的,但是由于不同的缺陷会产生不同的模式,为了获得不同的像素度模式,应及时调整梳状探头和传感器环之间的距离,而无需改变梳状探头的结构,最主要的就是选择不同模态,建立实验技术,控制不同传感器之间的激励时间,选择导波模态的模型。2.2磁致伸缩式传感器磁致伸缩式传感器的工作频率可以覆盖几赫兹到几百赫兹甚至更高,温度可以达到居里温度,磁致伸缩传感器应用范围非常广泛,产生作用率高于洛伦兹力5倍以上,接收导波信号幅值更佳,信噪比良好3。在管道中积励磁检测导波,包括磁场或检测磁场变化,主要就是将感应线围绕在管道上,另一部分的管则会产生直流偏磁厂,可以利用永磁
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