【摘 要】
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管道是天然气的主要输送形式,管道随服役年限增加将出现管体腐蚀,造成壁厚减薄和裂纹引起燃气泄漏,必须对燃气管道系统进行定期检测。激光超声技术是一种具有很高空间分辨率
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管道是天然气的主要输送形式,管道随服役年限增加将出现管体腐蚀,造成壁厚减薄和裂纹引起燃气泄漏,必须对燃气管道系统进行定期检测。激光超声技术是一种具有很高空间分辨率的新型无损检测技术,在检测燃气管道微裂纹方面具有很大潜力,但是激光超声信号存在信噪比低、低频干扰复杂等缺点。本文研究了激光超声技术在管道缺陷检测方面存在的关键问题,做了以下几方面工作:(1)针对激光超声信号信噪比很低的问题,在推导时域平均法和小波去噪算法的基础上,分析不同时域平均次数对降噪效果的影响,仿真分析不同小波参数对去噪的影响,对比小波仿真去噪分析结果和实验结果,分析时域平均法降噪和小波去噪各自的优缺点,最后采取将两种方法组合的方式对信号进行去噪。(2)针对含有低频趋势干扰的激光超声信号,提出了小波分析和快速微分两种处理方法,推导了小波分析和微分法提取信号中突变点原理,并设计了一种捕捉突变点微分算法。对比分析小波法特征提取和微分法特征提取的优缺点,选出更适合激光超声信号突变点提取的算法。(3)搭建激光超声管道检测系统,开发基于Labview的激光超声管道检测系统软件,采用模块化设计思路,通过各个子模块完成数据采集、运动控制以及数据处理,数据处理模块具有降噪、滤波、微分特征提取等功能,能够满足激光超声信号的处理各种需求。(4)利用激光超声管道检测系统对管道的外表面裂纹和内表面裂纹做了检测实验,结果表明该系统能可靠地检测出人工裂纹缺陷,此外管道厚度检测实验证明该系统能检测出管道壁厚的微小变化。
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