基于超聲波反射法檢測(cè)鋼管腐蝕分布的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)
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時(shí)間：2012-05-30
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在檢測(cè)點(diǎn)14(鋼管壁無(wú)生銹)所測(cè)得的波形中可以看出，超聲波信號(hào)發(fā)出后探頭最初接收到反射信A后又接收到一較弱反射信號(hào)B。對(duì)這兩個(gè)反射波之間的時(shí)間延遲計(jì)算后所測(cè)得此處鋼管壁厚度為2.35 mm，與實(shí)際測(cè)量值2.45 mm接近，所以可推定反射波B為內(nèi)壁處反射波。但在鋼管壁生銹處(厚度變薄、測(cè)定點(diǎn)5)，雖然鋼管外壁處的反射信號(hào)(A)明顯，但由于多重超聲信號(hào)反射的影響，在鋼管內(nèi)壁處的反射波形(B)較不明顯，所以不能較準(zhǔn)確地推算此處鋼管壁厚度。
為解決多重反射引起的兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間延遲不易分辨的這一問(wèn)題，信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)(Cross correlation function)被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)中。
式中：r(t)為反射波波形；u(t)為參照波形。參照波形是厚度為10 mm鋁塊的底部反射波。
互相關(guān)實(shí)驗(yàn)的反射信號(hào)如圖5所示。
信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)可以更精確地分析兩個(gè)信號(hào)間的時(shí)間延遲關(guān)系的作用，所以在檢測(cè)點(diǎn)5和檢測(cè)點(diǎn)14處測(cè)得的波形中都可以清楚地分辨出鋼管外壁和內(nèi)壁兩處的反射信號(hào)A和B，在檢測(cè)點(diǎn)14處的得到的波形中，還有一個(gè)小的反射信號(hào)C，這個(gè)反射信號(hào)是超聲波在鋼管壁和防腐涂層分界處的反射信號(hào)，所以加入互相關(guān)函數(shù)后可測(cè)出防腐涂層厚度。
4 結(jié)果比較及總結(jié)
根據(jù)20個(gè)測(cè)量點(diǎn)處所測(cè)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖6所示。
在實(shí)驗(yàn)結(jié)果1中可以看出，由于多重反射的影響，測(cè)量值與實(shí)際值之間誤差較大，對(duì)腐蝕程度的判斷也較為困難。加入互相關(guān)函數(shù)的實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得波形可以清楚地分辨出鋼管表面和內(nèi)壁層兩處的反射信號(hào)，鋼管壁的防腐層處的反射信號(hào)也能清楚分辨，互相關(guān)函數(shù)解決了多重反射的問(wèn)題，同時(shí)也提高了測(cè)量精度。
利用超聲波反射法并加以互相關(guān)函數(shù)后，可以精確地分辨兩個(gè)反射信號(hào)間時(shí)間延遲，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)值的曲線(xiàn)走向與實(shí)際測(cè)量曲線(xiàn)走向基本吻合，能準(zhǔn)確檢測(cè)出鋼管壁厚度及準(zhǔn)確地推斷出鋼管壁的腐蝕分布情況.
評(píng)論