Page 55 - 无损检测2023年第十期

穆为磊, 等:

管道缺陷的高分辨率抗噪声定位方法

图1 激励、 接收传感器与缺陷位置示意

图2 缺陷1和缺陷2形貌
图5 双缺陷管道的时间反转定位结果
求解非频散反射波信号得到的结果清晰地显示了两
个缺陷处的反射波, 如图 6 ( b ) 所示; 利用含有位置
信息和幅值信息的定位图像更直观地观察到两个损
伤的位置, 如图6 ( c ) 所示。
为了研究泄漏噪声是否会影响迭代求解方法对
两个相邻缺陷的定位性能, 在采集信号中增加了泄
图3 管道中缺陷1定位结果 漏引起的强噪声, 如图 6 ( d ) 所示。然后, 对带有噪
声的信号进行处理, 成功地分解了直达波、 反射波和
边界反射波, 如图 6 ( e ) 所示, 可见虽然强噪声掩盖
了波形信号, 但迭代优化算法可以解决潜在波包的

信号混叠问题。
含噪声试验信号的定位求解结果如图 6 ( f ) 所

示, 可以发现在定位距离为0.58m 和0.68m 处分
别存在缺陷, 实际缺陷位置和定位结果之间的误差
分别为3.33%和4.62% , 有效地解决了重叠现象造
图 4 双缺陷管道超声导波信号

成的定位不准确和强噪声问题。
波包的频散和重叠, 只能定位这两个缺陷中的一个,
双缺陷管道时间反转定位结果如图5所示。可见在 3 结语
采用时间反转定位方法处理试验数据时, 很难区分 介绍了导波字典构建与过完备字典迭代优化算
这两个缺陷。 法的基本理论, 随后利用时间反转方法对管道上的
提出的过完备字典迭代优化算法可用于分离采 损伤进行定位, 在对存在两个近距离缺陷的管道进
集信号, 双缺陷管道试验信号处理结果如图6所示。 行定位时, 发现由于两个损伤信号发生重叠, 此定位
由图6 ( a ) 可见, 有两个反射波包相互重叠, 但不能 方法只能识别出一个缺陷。针对上述问题, 通过采
区分这两个波包; 然后, 构建非频散导波字典, 迭代 用构建字典与迭代优化算法相结合的方法, 对不同

1
2
2023年 第45卷 第10期
无损检测