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MsS 长距离导波管道检测及监测 培训手册 美国西南研究院 美国德克萨斯州，圣安东尼奥 September 2006 1 目 录 1 简介 3 1.1 MsS 培训大纲 3 1.2 其它培训材料 3 2 ．管道中的导波及其特性 3 2.1 管道中的导波及散射曲线 3 2.2 管道中导波的性能 3 2.3 长距离管道检测中导波模式及频率的选择 4 3 . MsS长距离导波管道检测 5 3.1 概要 5 3.2 MsS扭力波管道检测 5 4. MsS信号振幅的校准 9 4.1 信号方法几何特征 10 4.2 软管夹方法 10 4.3 直接校准法 11 5. MsS扭力波检测程序 11 5.1 条带准备和粘结程序 11 5.2 MsS 的扭力波波操作中，条带的磁化程序 14 5.3 系统连接及数据采集程序 15 6. MsS扭力波监测程序 18 7 . MsS线圈制作程序 20 2 1、 简 介 1.1 MsS 培训大纲 MsS培训教程分成以下八个课程: （1） 导波在管道检测中的技术背景 （2 ） MsS 的技术背景 （3 ） MsS系统操作程序 （4 ） 扭力波模式下管道检测和校准程序 （5 ） 数据分析和报告软件操作 （6 ） MsS长距离结构状态监测（SHM ）的应用和监测软件的操作 （7 ） MsS线圈校准程序 （8 ）sS导波其它的检测应用。 1.2 MsS 导波检测技术的其它培训材料 （1） MsSR3030导波技术检测系统的操作和技术说明手册 （2 ） MsS管道检测的数据分析及报告软件用户手册 2、管道中的导波及其特性 2.1 管道中的导波及散射曲线 导波能以三种不同波模式在管道中传播——纵波（L ），弯曲（F ）和扭力波（T ）。这些不同形式的 波的粒子位移是不同的，如图 1 所示。纵波的轴向位移是沿着管道的长度, 以恒定速度沿着管道的圆周（轴 向对称）运动。纵波的粒子位移可以存在于管道的轴向和径向两种方向上（沿着管道的半径）。弯曲(F) 波的位移是围绕着管道的圆周变化而变化的。弯曲波的位移可以有三个垂直方向—轴向、径向和圆周方 向上，呈直交分布。扭力波是沿管道长度传播的剪切波，其位移是以恒定速度绕着管道的圆周运动。 图 1 管道中三种垂直方向上的粒子位移示意图 2.2 管道中导波的特性 3 图2所示为外径为4.5英寸, 壁厚为0.337英寸的管道中的不同模式导波的散射曲线。在本例中，纵波、 弯曲波和扭力波的波群速度随着频率变化而变化，除扭力波在约40千赫到100千赫频率区的T （0，1）和 L （0，2 ）外。散射曲线的大幅变化取决于管道的半径及壁厚。 图2 外径为 4.5 英寸, 壁厚为 0.337 英寸的管道上的不同模式导波的散射曲线 2.3 长距离管道检测中导波模式及频率的选择 对于长距离导波检测说来,脉冲回波技术被用于一个一定模式和中心频率的导波传感器所发出一个 短脉冲，沿着管道传播，遇到管道中缺陷反射回来，被管道上一个固定位置传感器所检测。 导波检测中应用的脉冲包括一系列围绕以操作频率为中心的频率。脉冲的频谱范围取决于脉冲形状和包 含脉冲的循环数。 图3 随着传播距离的加大导波变宽的示例