基于虚拟时间反转聚焦的管道超声导波检测新方法

摘要

针对现有时间反转聚焦方法所需的多通道同步激励与接收装置在实验室与工程应用中成本高且难以实现的问题,提出利用单通道设备多次采集足够的信号并通过信号处理等效实现多通道同步激励-接收效果的虚拟时间反转聚焦方法,它是一种新型的超声导波聚焦方法。采用有限元仿真手段对比该方法与现有时间反转聚焦方法的聚焦效果,通过试验验证该方法在实际检测中应用的可能性。针对2 m长114 mm外径的钢制管道,通过有限元仿真与试验获取的数据,利用超声导波虚拟时间反转聚焦方法对管道上一个人工缺陷进行了聚焦检测。结果表明,与聚焦前的缺陷信号相比,聚焦后的缺陷信号的归一化幅度提高6倍,信号波包外形也有明显改善;同时,该方法在不提高对仪器设备要求的情况下,能够有效地将超声导波管道检测缺陷信号的信噪比从0.033 6提高到2.165 6,进而提高了超声导波对小缺陷的检测能力。