基于PZT傳感器的多種模態(tài)導波最優(yōu)激勵方法的研究.pdf

1、管道運輸在能源、化工等領(lǐng)域得以廣泛應用，由于管道泄漏的危害性強，所以管道檢測的必要性至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的檢測方法檢測效率較低，探頭需對被檢結(jié)構(gòu)逐點掃描，不能適應大規(guī)模管道檢測。
　　 管道超聲導波檢測技術(shù)是一種新型的無損檢測技術(shù)，相對傳統(tǒng)檢測方法其具有檢測距離長、檢測效率高等優(yōu)點，而管道導波激勵技術(shù)是超聲導波檢測技術(shù)的核心。由于PZT傳感器自身的優(yōu)勢，目前其廣泛地用于實驗研究與工業(yè)檢測之中。激勵出的導波信號的能量與激勵導波模態(tài)

2、的單一性是判斷導波激勵效果優(yōu)劣的重要指標，然而，基于PZT壓電材料傳感器激勵條件與激勵管道導波效果的關(guān)系及其最優(yōu)激勵方法還沒有被深入的研究。
　　 文章介紹了管道無損檢測技術(shù)的概況，對管道中超聲導波理論以及技術(shù)應用進行了分析，建立了基于PZT-5材料傳感器的導波激勵試驗系統(tǒng)，編寫了分析導波模態(tài)參數(shù)的軟件，研究了兩種主要檢測模態(tài)——L(0，2）與T(0，1)模態(tài)的激勵條件與其激勵效果之間的關(guān)系，并探討了這兩種模態(tài)導波的最優(yōu)激勵方法

3、。文章的主要結(jié)論有:
　　 1)運用理論計算研究了L(0，1)附帶模態(tài)的消除方法，結(jié)果表明當同時激勵兩個傳感器環(huán)，且兩環(huán)的軸向距離為L(0，1)波長的二分之一時，L(0，1)模態(tài)導波的傳播會被抑制。
　　 2)利用LABVIEW編寫了導波分析軟件，解決了先前導波信號讀取與分析準確性差的問題，提供了一種精確計算導波波速與衰減系數(shù)的方法。
　　 3)通過激勵縱向模態(tài)導波的試驗，研究了L(0，2)模態(tài)的最優(yōu)激勵方法，結(jié)

4、果表明:激勵頻率在40KHz到95KHz的范圍內(nèi)，25mm長度的PZT傳感器相對較短的PZT傳感器，激勵出的L(0，2)模態(tài)導波的能量更強;激勵L(0，2)模態(tài)導波時也存在L(0，1)模態(tài)，當激勵頻率在40KHz到100KHz的范圍內(nèi)，使用25mm長度的PZT傳感器相對較短的PZT傳感器激勵出的信號中，L(0，1)模態(tài)與L(0，2)模態(tài)的幅值比更小，激勵縱向?qū)РB(tài)的單一性更強;研究還發(fā)現(xiàn)當L(0，1)模態(tài)的波長接近PZT傳感器的長度時