微扰法测量管道壁减薄的分析及实验研究
本文选题:微波无损检测 + 管道壁减薄 ; 参考:《微波学报》2017年06期
【摘要】:将两端短路的金属管道内部视为谐振腔,管道壁减薄导致了腔体体积的变化,据此,可以利用谐振频率的偏移进行管道壁减薄的评价。基于谐振腔微扰理论,构建管道壁减薄的测量系统,采用单个同轴电缆实现管道内部微波的发射与接收,使用TM01模式电磁波以实现管道壁减薄的检测工作。针对上述过程,建立了检测系统的有限元模型,进行了减薄程度的参数化扫频计算,并搭建了相应的扫频测量系统,扫频获得了不同减薄程度下的谐振频率。对比有限元计算结果和测量数据可知:二者具有较高的吻合程度,且谐振频率的偏移随着管道壁减薄尺寸的增加而增大。因此,谐振腔微扰法可用于管道壁减薄的评估,是在役管道的一种有效无损检测方法。
[Abstract]:The metal pipe with short circuit at both ends is regarded as a resonator, and the thin wall of the pipe leads to the change of the volume of the cavity. According to this, the deviation of the resonant frequency can be used to evaluate the wall thinning of the pipe. Based on the theory of resonator perturbation, the measurement system of pipe wall thinning is constructed. A single coaxial cable is used to transmit and receive the microwave inside the pipe, and the TM01 mode electromagnetic wave is used to detect the pipe wall thinning. In view of the above process, the finite element model of the detection system is established, the parameterized sweep frequency calculation of the thinning degree is carried out, and the corresponding sweep frequency measurement system is set up. The resonance frequency of different thinning degree is obtained by the sweep frequency measurement system. Compared with the finite element calculation results and the measured data, it can be seen that the deviation of the resonant frequency increases with the increase of the pipe wall thinning size. Therefore, the resonant cavity perturbation method can be used to evaluate the pipe wall thinning and is an effective nondestructive testing method for in-service pipelines.
【作者单位】: 山东省科学院激光研究所;日本名古屋大学;
【基金】:国家安全生产重大事故防治关键技术科技项目(2017GC10268) 山东省创新型产业集群项目(2016ZDJQ0401) 山东省重点研发计划(2016GGX101026)
【分类号】:TN015
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,本文编号:1819613
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