基于非线性超声导波缺陷信号的等级量化分析及研究
发布时间：2021-07-07 13:34
在国防建设和经济发展过程中,管道运输起着重要的作用。为了保证安全运输,常通过覆盖防腐层的方法对埋地输送管道进行有效保护,然而防腐层所处的工作环境容易使其受到侵蚀。针对防腐层缺陷,采用外检测方法不仅会耗费大量资源,还会受到环境条件的限制。通过超声导波对集输管道进行缺陷内检测是目前管道防腐层缺陷最成熟的检测技术,且对超声导波缺陷回波信号进行识别、处理和分析是目前检测技术的热点。本文的研究目的是对管道防腐层缺陷进行分类并实现缺陷的等级量化。论文首先对管道防腐层缺陷的检测技术及其实际应用于工业中的情况进行介绍,并对于固体单层介质和双层介质及其交界面中超声导波的传播机理进行了分析。然后,通过接收探头获取非线性超声导波信号与管道防腐层缺陷作用后的回波信号,针对在实验中获取缺陷回波信号各环节受到的噪声影响,采用局域小波法获得去噪后的回波信号,对于不同类型的防腐层缺陷,其回波信号的峰度系数、偏度系数、离散系数、形状系数和小波包能量系数呈现不同的变化范围,提出一种基于主成分SVM的防腐层缺陷分类方法,同时引入动态扰动粒子群算法,获得SVM最优的惩罚系数C和RBF核函数g值。最后,提出基于核密度估计的互信...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
防腐层管道双层介质Fig.1.1Anti-corrosionpipelinedoublelayermedium管道内、外检测技术是有效检测管道外敷防腐层完整性的两个重要方法
36第5章管道缺陷检测与识别实验及结果分析5.1实验数据来源通过COMSOL软件预制含若干防腐层缺陷的管道，管道为内径35mm,壁厚5mm的结构钢,防腐层为厚度4mm的石英材料,管道长度为300mm，对实验对象进行超声导波缺陷检测，通过COMSOL软件处理并分别获取三种不同类型的缺陷信号，对于缺陷信号时域特征的分类有效性进行验证，含缺陷的管道防腐层建模如图5.1所示。图5.1含缺陷的管道防腐层COMSOL建模Fig.5.1COMSOLmodelingofpipelineanticorrossivelayerwithdefect仿真中加载频率2.5MHZ，幅值为0.1mm的正弦交变力作为激励源，超声波激励信号如公式（5.1）所示：sin(2)sin(2/10),50,5ftfttfzttf（5.1）加入公式(5.1)所示的激励信号，通过矩形窗函数，获取含缺陷信息的信号，对时域特征参数通过Matlab进行仿真。对三种波形的缺陷回波信号进行采集，得到缺陷回波信号的时域特征参数如表5.1所示。freq(1)=4E7体：感应电流密度y分量（A/m2）21.81.61.41.210.80.60.40.21000-100500-50-1000-1001.81*1010-1.78*1010沈阳工业大学硕士学位论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声导波在圆管结构损伤定位中的应用[J]. 王国锋,李富才,刘志强,孟光. 振动.测试与诊断. 2017(03)
[2]基于自适应遗传算法的SVM参数优化[J]. 孟滔,周新志,雷印杰. 计算机测量与控制. 2016(09)
[3]基于UHF的局部放电信号小波包去噪与模式识别研究[J]. 胡明宇,王先培,肖伟,沈斌,尤泽樟,代婷荣,黄云光. 仪表技术与传感器. 2016(07)
[4]基于SH导波的防腐层能量密度检测机理研究[J]. 杨理践,吕瑞宏,高松巍,刘斌. 仪器仪表学报. 2016(05)
[5]有界双层结构SH导波频散特性分析[J]. 杨理践,吕瑞宏,高松巍,刘斌. 沈阳工业大学学报. 2016(03)
[6]基于内积延拓LMD及SVM的轴承故障诊断方法研究[J]. 姜久亮,刘文艺,侯玉洁,仲召明,陈思瑶. 振动与冲击. 2016(06)
[7]基于局域均值分解的自适应滤波滚动轴承故障特征提取[J]. 张焱,汤宝平,邓蕾,颜丙生. 振动与冲击. 2015(23)
[8]电磁超声兰姆波模态能量密度分布特征研究[J]. 杨理践,吕瑞宏,刘斌,邢燕好. 仪器仪表学报. 2015(11)
[9]埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究[J]. 陈潇. 化工管理. 2015(32)
[10]矿区采空塌陷危险性预测的RS-SVM模型[J]. 温廷新,孙红娟,徐波,邵良杉,章菲菲. 中国安全科学学报. 2015(10)
博士论文
[1]基于能量密度超声波管道防腐层剥离缺陷内检测方法研究[D]. 吕瑞宏.沈阳工业大学 2016
[2]基于金属磁记忆法的铁磁材料早期损伤检测与评价的实验研究[D]. 姚凯.北京交通大学 2014
[3]非参数核密度聚类与特征提取算法研究[D]. 袁晓彤.中国科学院研究生院（自动化研究所） 2009
硕士论文
[1]局域均值分解分析的管道泄漏孔径识别及定位[D]. 肖启阳.燕山大学 2015
[2]局域均值分解在机车轴承故障诊断中的应用研究[D]. 贾依娇.北京交通大学 2014
[3]结合光传感技术的兰姆波检测系统在薄板损伤检测中的应用研究[D]. 林啸鸣.南京航空航天大学 2012
[4]焊缝缺陷图像特征提取研究[D]. 杨川.武汉理工大学 2010
本文编号：3269725
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
防腐层管道双层介质Fig.1.1Anti-corrosionpipelinedoublelayermedium管道内、外检测技术是有效检测管道外敷防腐层完整性的两个重要方法
36第5章管道缺陷检测与识别实验及结果分析5.1实验数据来源通过COMSOL软件预制含若干防腐层缺陷的管道，管道为内径35mm,壁厚5mm的结构钢,防腐层为厚度4mm的石英材料,管道长度为300mm，对实验对象进行超声导波缺陷检测，通过COMSOL软件处理并分别获取三种不同类型的缺陷信号，对于缺陷信号时域特征的分类有效性进行验证，含缺陷的管道防腐层建模如图5.1所示。图5.1含缺陷的管道防腐层COMSOL建模Fig.5.1COMSOLmodelingofpipelineanticorrossivelayerwithdefect仿真中加载频率2.5MHZ，幅值为0.1mm的正弦交变力作为激励源，超声波激励信号如公式（5.1）所示：sin(2)sin(2/10),50,5ftfttfzttf（5.1）加入公式(5.1)所示的激励信号，通过矩形窗函数，获取含缺陷信息的信号，对时域特征参数通过Matlab进行仿真。对三种波形的缺陷回波信号进行采集，得到缺陷回波信号的时域特征参数如表5.1所示。freq(1)=4E7体：感应电流密度y分量（A/m2）21.81.61.41.210.80.60.40.21000-100500-50-1000-1001.81*1010-1.78*1010沈阳工业大学硕士学位论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声导波在圆管结构损伤定位中的应用[J]. 王国锋,李富才,刘志强,孟光. 振动.测试与诊断. 2017(03)
[2]基于自适应遗传算法的SVM参数优化[J]. 孟滔,周新志,雷印杰. 计算机测量与控制. 2016(09)
[3]基于UHF的局部放电信号小波包去噪与模式识别研究[J]. 胡明宇,王先培,肖伟,沈斌,尤泽樟,代婷荣,黄云光. 仪表技术与传感器. 2016(07)
[4]基于SH导波的防腐层能量密度检测机理研究[J]. 杨理践,吕瑞宏,高松巍,刘斌. 仪器仪表学报. 2016(05)
[5]有界双层结构SH导波频散特性分析[J]. 杨理践,吕瑞宏,高松巍,刘斌. 沈阳工业大学学报. 2016(03)
[6]基于内积延拓LMD及SVM的轴承故障诊断方法研究[J]. 姜久亮,刘文艺,侯玉洁,仲召明,陈思瑶. 振动与冲击. 2016(06)
[7]基于局域均值分解的自适应滤波滚动轴承故障特征提取[J]. 张焱,汤宝平,邓蕾,颜丙生. 振动与冲击. 2015(23)
[8]电磁超声兰姆波模态能量密度分布特征研究[J]. 杨理践,吕瑞宏,刘斌,邢燕好. 仪器仪表学报. 2015(11)
[9]埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究[J]. 陈潇. 化工管理. 2015(32)
[10]矿区采空塌陷危险性预测的RS-SVM模型[J]. 温廷新,孙红娟,徐波,邵良杉,章菲菲. 中国安全科学学报. 2015(10)
博士论文
[1]基于能量密度超声波管道防腐层剥离缺陷内检测方法研究[D]. 吕瑞宏.沈阳工业大学 2016
[2]基于金属磁记忆法的铁磁材料早期损伤检测与评价的实验研究[D]. 姚凯.北京交通大学 2014
[3]非参数核密度聚类与特征提取算法研究[D]. 袁晓彤.中国科学院研究生院（自动化研究所） 2009
硕士论文
[1]局域均值分解分析的管道泄漏孔径识别及定位[D]. 肖启阳.燕山大学 2015
[2]局域均值分解在机车轴承故障诊断中的应用研究[D]. 贾依娇.北京交通大学 2014
[3]结合光传感技术的兰姆波检测系统在薄板损伤检测中的应用研究[D]. 林啸鸣.南京航空航天大学 2012
[4]焊缝缺陷图像特征提取研究[D]. 杨川.武汉理工大学 2010
本文编号：3269725
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