換熱設備污垢超聲檢測及信號處理方法研究.pdf

1、換熱設備的結垢問題在冶金、電力、化工、航空等工業(yè)生產(chǎn)領域中均普遍存在。目前對換熱設備污垢進行直接檢測的方法多存在實現(xiàn)困難、無法在線進行等問題，而較為常用、可在線進行的熱學檢測方法也具有可靠性不足等缺點。因此，尋找一種可靠性高、簡單易行、可在線進行的換熱設備污垢檢測方法，一直是污垢研究領域的熱點之一。
　　針對此問題，本文擬采用超聲時域反射法進行換熱設備污垢的檢測，并對其檢測信號中的噪聲消除、渡越時間獲取等問題進行了一系列研究。主要

2、開展研究工作如下：
　　在對換熱污垢相關理論及超聲檢測方法進行研究的基礎上，構建換熱設備污垢超聲檢測實驗系統(tǒng)，并完成換熱污垢聲速標定、平板及管道類換熱設備污垢超聲檢測等實驗，以實驗結果表明采用超聲時域反射方法進行換熱設備污垢檢測具有較高可行性。
　　由于檢測中的干擾及換熱污垢本身的質(zhì)地疏松、表面粗糙等特點，其超聲檢測回波信號中往往含有較多噪聲，影響著對檢測信號的后續(xù)處理。本文根據(jù)檢測信號的特點，提出基于波原子變換理論的換熱污

3、垢超聲檢測信號降噪方法，并結合非局部均值濾波以抑制硬閾值降噪帶來的偽吉布斯振蕩問題。實驗分析表明，此方法具有較好的降噪效果和對信號細節(jié)信息的保留能力。
　　對渡越時間的準確獲取是超聲時域反射法可靠性的前提。本文對波形時域混疊度較低情況下的換熱污垢超聲檢測信號渡越時間獲取方法進行了研究，提出以果蠅優(yōu)化匹配追蹤方法進行回波信號稀疏分解從而實現(xiàn)渡越時間的獲取，并對其中果蠅優(yōu)化算法進行了適當改進和分析。經(jīng)實驗驗證，該算法具有較為準確高效的

4、稀疏分解效果，此方法對波至時間、渡越時間讀取的準確性也較高。
　　由于換熱污垢厚度過小或超聲高次回波干擾等原因，換熱設備污垢超聲檢測信號中可能出現(xiàn)波形的時域高度混疊現(xiàn)象。鑒于匹配追蹤方法不適用于此情況下的信號處理，本文對存在高度混疊情況下的換熱污垢超聲檢測信號渡越時間獲取方法進行了研究，提出維納反卷積與高階累積 MUSIC譜估計相結合的渡越時間獲取方法，并針對實際應用中可能存在的參考信號不易準確獲取問題，提出以增量維納迭代方式對此