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基于超声导波技术在场站管道检测中的应用汇报人：2024-01-25

超声导波技术概述场站管道检测现状及挑战基于超声导波技术的场站管道检测系统超声导波技术在场站管道检测中的实验验证contents目录

基于超声导波技术的场站管道检测应用案例超声导波技术在场站管道检测中的挑战与展望contents目录

01超声导波技术概述

超声导波技术原理超声导波的产生利用压电效应，在管道一端施加高频电压，激发管道壁产生振动，形成沿管道传播的超声导波。超声导波的传播超声导波在管道中传播时，遇到管道缺陷或异常结构会产生反射、折射和散射现象。超声导波的接收与处理在管道另一端接收超声导波信号，通过信号处理技术对接收到的信号进行分析和处理，提取管道状态信息。

20世纪60年代，研究者开始探索利用超声导波进行管道检测的可能性。早期探索技术发展应用拓展70-80年代，随着压电材料、传感器和信号处理技术的发展，超声导波技术逐渐成熟。90年代至今，超声导波技术在场站管道检测中得到广泛应用，并不断拓展到其他领域。030201超声导波技术发展历程

长距离传播高灵敏度非接触式检测适用于多种管道类型超声导波技术特点与优势超声导波在管道中传播距离远，可实现对长距离管道的快速检测。无需对管道进行开挖或接触式检测，降低了检测成本和难度。对管道缺陷和异常结构具有高灵敏度，能够检测到微小的变化。可应用于金属、非金属、复合材料等多种类型的管道检测。

02场站管道检测现状及挑战

场站管道作为重要的能源和物料输送通道，其安全性直接关系到场站的稳定运行和人员安全。保障场站安全运行通过对管道的定期检测，可以及时发现并修复潜在的问题，确保管道的畅通无阻，提高运行效率。提高管道运行效率通过检测可以及时发现管道的腐蚀、磨损等问题，采取相应措施进行修复和保护，从而延长管道的使用寿命。延长管道使用寿命场站管道检测背景与意义

射线检测法利用射线穿透管道壁进行内部缺陷检测，但存在辐射危害和成本较高的问题。目视检测法依赖人工目视检查管道表面状况，受限于人员经验和主观判断，难以发现内部缺陷。超声波检测法通过超声波在管道中的传播特性来检测缺陷，但对操作人员技能要求较高，且对复杂形状管道的适应性有限。传统检测方法及其局限性

超声导波技术在场站管道检测中的应用前景超声导波技术能够实现对管道的快速、全面检测，提高检测效率。该技术能够准确识别管道中的缺陷类型和位置，为后续的修复工作提供准确依据。超声导波技术无需对管道进行破坏性操作，降低了对环境和人员的潜在风险。该技术适用于各种材质、规格的管道检测，具有较强的通用性和适应性。高效性准确性安全性适应性

03基于超声导波技术的场站管道检测系统

产生特定频率和模态的超声导波，用于在管道中传播。超声导波发生器接收管道中传播的超声导波信号，并将其转换为电信号。传感器阵列对接收到的电信号进行放大、滤波和数字化处理。信号处理单元系统组成与工作原理

数据分析与诊断模块对处理后的信号进行特征提取、模式识别和故障诊断。系统工作原理超声导波发生器产生超声导波并注入管道，传感器阵列接收传播回来的导波信号。信号处理单元对信号进行处理后，数据分析与诊断模块对信号进行特征提取和故障诊断，最终输出检测结果。系统组成与工作原理

03传感器性能提升采用高性能材料、优化结构设计等方法提高传感器的灵敏度和稳定性。01传感器类型选择根据检测需求和管道特性选择合适的传感器类型，如压电传感器、磁致伸缩传感器等。02传感器布局优化通过合理布置传感器阵列，提高信号接收效果和检测分辨率。传感器设计与优化

对接收到的原始信号进行去噪、滤波等预处理操作，提高信号质量。信号预处理从预处理后的信号中提取出反映管道状态的特征参数，如幅值、频率、相位等。特征提取利用机器学习、深度学习等方法对提取的特征进行训练和分类，实现管道状态的自动识别。模式识别根据模式识别的结果，结合专家经验和知识库进行故障诊断，确定管道是否存在缺陷以及缺陷的类型和严重程度。故障诊断信号处理与数据分析方法

04超声导波技术在场站管道检测中的实验验证

实验目标验证超声导波技术对于场站管道缺陷检测的可行性和准确性。实验材料选择不同材质、不同管径的管道，预制不同类型的缺陷（如腐蚀、裂纹等）。实验设备采用高性能超声导波发射与接收装置，配置适当的信号处理与数据分析系统。实验设计与实施过程

实验步骤1.对无缺陷管道进行基准测试，记录超声导波传播特性。2.在管道上预制缺陷，并分别进行超声导波检测。实验设计与实施过程

实验设计与实施过程3.记录并分析超声导波遇到缺陷时的反射、透射及模态转换等信号特征。4.对实验数据进行处理和分析，提取缺陷识别的关键特征参数。

通过对比无缺陷管道和含缺陷管道的超声导波信号，发现缺陷会导致信号幅度降低、传播时间延长以及波形畸变等现