Page 121 - 无损检测2024年第十一期

左万君，等：

管道超声导波检测技术研究进展

图 2 周向导波的相速度频散曲线
的应对策略。 T（0，1）模态则对轴向裂缝检测效果更佳。空心圆
1.3 超声导波的激励与接收 柱体纵向模态和扭转模态的激励示意如图3所示。
近年来，导波激励的研究主要集中在目标模态 每个导波模态都有固有的截止频率，这是其能够存
的激发等方面，目的是减少多模态带来的信号处理 在的最低频率。通过选择低于高阶模态截止频率的
复杂性并提高缺陷的检测精度。特定导波模态如L 激励频率，可以有效地实现低阶模态的独占激励，从
（0，1）和L（0，2）纵向模态对周向裂缝较为敏感，而 而避免高阶模态的干扰和信号复杂性 [10] 。

图 3 空心圆柱体纵向模态和扭转模态激励示意
管道检测中常用的导波激发和接收方法包括： 距离管道中的缺陷 [12] 。脉冲回波法和一发一收模式
脉冲回波法、一发一收法、压电换能阵列以及激光激 的原理示意如图4所示。
发与干涉接收法。在脉冲回波法中，同一个换能器 导波激励与接收方法的选择取决于多种因素，
或换能器阵列既用于激发导波，也用于接收反射回 例如检测距离、缺陷类型、环境条件以及设备和成

的导波信号，因依赖波的反射来确定缺陷信息，故脉 本。为了实现导波单模态激发，研究人员利用换
冲回波法适用于识别距离激发点较近的缺陷 [11] 。而 能器阵列选择性激发。VEIT等 [13] 发现对于基本
在一发一收模式中，一个换能器或换能器组用于激 间距小于目标波长的传统相控阵探头，能够在恒
发导波，另一个换能器或换能器组用于接收，一发一 定相位速度（与频率无关）下激发高阶模态导波。
收模式可以提供缺陷的更多信息，并且能够检测长 KHALILI等 [14] 的研究表明SH1模态的导波适合检

图 4 脉冲回波法和一发一收模式原理示意
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2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测