水下管道超声导波检测实验研究.pdfVIP

第36卷第3期 压 电 与 声 光 Vol_36No．3 2014年O6月 PIEZOELECTRICS ACOUSTOOPTICS June2014 文章编号 2014)03—048004 水下管道超声导波检测实验研究 范 忠 。，马书义 ，武湛君 (1．台州职业技术学院 电子电气工程系，浙江 台州 318000；2．大连理工大学 工业装备结构分析 国家重点实验室，辽宁 大连 116024) 摘 要：扭转模态导波 T(0，1)对液体载荷不敏感，其用于水下管道检测是一种具有潜在吸引力的导波模态。 基于T(0，1)导波，研制了一套可用于水下管道检测的新型换能器阵列。并在实验室环境 中进行了系列检测实验。 换能器采用厚度剪切型压 电陶瓷作为敏感元件。卡具装置采用模块化设计 ，模块间通过销轴连接。这种设计使换 能器阵列具有一定的柔性 ，并可方便拆卸各模块 以满足不 同直径管道对于换能器数量的要求 。实验结果表明，换 能器阵列能在水下管道 中高效激励和接收 丁(0，1)模态导波 。模拟损伤 回波信号到达时间和幅度较好地反映了损 伤的轴 向位置及大小 。换能器阵列具有安装简单 ，使用灵活的特点，为水下管道超声导波检测提供 了有效手段 。 关键词 ：水下管道 ；缺陷检测 ；导波 ；换能器阵列；厚度剪切压 电振子 中图分类号：TB302．5；TB553 文献标识码 ：A ExperimentalInvestigationofUnderwaterPipelineInspection UsingUltrasonicGuided W aves FANZhong ，MAShuyi，wUZhanjun。 (1．Dept．ofElectricalandElectronicEngineering，TaizhouVocationalTechnicalCollege，Taizhou318000，China； 2．StateKeyLab．ofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024．China) Abstract：ThetorsionalguidedwaveT(0，1)isanattractivemodetOuseforunderwaterpipelineinspectionbe— causethismodeisnotsensitiveto1iquidloading．A novelpiezoelectrictransducerarrayforthedetectionofcorrosion inunderwaterpipelinesusingT(0，1)modeisdevelopedandaseriesOftestsarecarriedOutinthelaboratoryenvi— ronment．Thetransduceremploysthicknessshearmodepiezoelectricceramicasthesensitiveelement．Theholding deviceismodularin design，and themodulesareconnected with otherbyapin．Thisdesignmethodmakesthe transducerarrayhasacertainflexibility，andthemodulescanbeeasilydisassembledtosatisfythenumberoftrans— ducersforvariousdiameterpipelines．Theresultsshow thatthetransducerarraycanefficientlyexciteandreceive theT(0，1)modeinunderwaterpipeline．T