Page 126 - 无损检测2024年第十一期
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左万君，等：
管道超声导波检测技术研究进展
导波的特性以及不同模态导波的振动幅值和相位特 evaluation 4. 0：ultrasonic intelligent nondestructive
性，对混合模态的特征进行匹配并分类，进而实现模 testing and evaluation for composites[J]. Research in
态分离，该方法在试验中被证实能够很好地分离和 Nondestructive Evaluation，2020，31（5/6）：370-388．
提取导波信号。王小丫等 [51] 基于频散传递函数建立 [2] YUN H X，ZHANG W W．Damage detection based on
the propagation of longitudinal guided wave in a bimetal
了导波模态数学模型，进而提出基于导波基函数投
composite pipe[J]. Theoretical and Applied Mechanics
影变换的模态分离方法，实现了混合模态信号的分
Letters，2011，1（2）：21-24．
离与单模态信号的提取。KONG等 [52] 提出了一种 [3] 陈阳文. 涡流检测技术在承压特种设备检验中的应
贝叶斯滤波方法用于自适应提取和分离超声导波的 用[J]. 中国高新科技，2020（19）：56-57．
多模态信号。LI等 [53] 通过二维傅里叶变换将多阶模 [4] 宋华南. 基于无损检测技术的轧辊表面缺陷检测研
态的时空信号转换为频域信号，而后基于动态规划 究[J]. 冶金与材料，2024，44（2）：82-84．
方法从多模态的频域信号中提取频谱峰，并重构单 [5] MASMOUDI M，YAACOUBI S，KOABAZ M，et al．
模态导波的时域信号；通过与理论结果进行比较，证 On the use of ultrasonic guided waves for the health
明了该方法能够在多模态信号中分离出高纯度单模 monitoring of rails[J]. Proceedings of the Institution of
Mechanical Engineers，Part F：Journal of Rail and Rapid
信号。
Transit，2022，236（5）：469-489．
4 总结与展望 [6] WILCOX P，LOWE M，CAWLEY P．The effect of
dispersion on long-range inspection using ultrasonic guided
文章简要介绍了超声导波和超声导波检测技术 waves[J]. NDT & E International，2001，34（1）：1-9．
的原理和主要流程，综述了近年来针对导波激发与 [7] WANG Y M，TANG B H，GONG R Q，et al．
接收、频散与衰减的研究进展，而后重点介绍了超声 Reconstruction of water-filled pipe ultrasonic guided wave
导波换能器、小缺陷信号的增强与识别和导波模态 signals in the distance domain by orthogonal matching
分离的研究成果。其中，设计与优化换能器的主要 pursuit based on dispersion and multi-mode[J]. Sensors，
2023，23（21）：8683．
目标是实现选择性模态导波的激发与接收，增强导
[8] 余旭东，秦荣，沈海，等. 基于半解析有限元法的多层
波信号，提高换能器对服役环境的适应能力，而信号
复合环面周向导波计算[J]. 同济大学学报 （自然科学
处理技术则主要应对导波的复杂性，降低信号的处 版），2022，50（11）：1567-1577．
理难度以及提高对小缺陷的检测能力。文章所述的 [9] BARZEGAR M，PASADAS D J，LOPES RIBEIRO A，
设计方案与方法为超声导波检测能力的提升和检测 et al．Experimental estimation of lamb wave dispersion
装置的升级提供了坚实的理论支撑，有着重要的工 curves for adhesively bonded aluminum plates，using two
程应用价值。虽然针对超声导波检测技术的研究已 adjacent signals[J]. IEEE Transactions on Ultrasonics，
经较为深入，但该技术领域仍然存在以下挑战。 Ferroelectrics，and Frequency Control，2022，69（6）：
2143-2151．
（1）随着材料科学的深入研究，复合材料和增
[10] CHUA C A，CAWLEY P．Crack growth
材制造的部件将大量应用到管道运输行业，因此，针
monitoring using fundamental shear horizontal guided
对复合材料的特性与增材制造部件的复杂性，需要
waves[J]. Structural Health Monitoring，2020，19（5）：
研究相适应的超声导波检测技术，确保检测方法的 1311-1322．
适用性和可靠性。 [11] FU Y D，SUN S，WANG Z C，et al．Piezoelectric
（2）超声导波检测技术与其他检测技术的结合 micromachined ultrasonic transducer with
应用是目前针对复杂工况下管道检测的热门策略， superior acoustic outputs for pulse-echo imaging
能够实现多模态、高精度的结构损伤检测。 application[J]. IEEE Electron Device Letters，2020，
（3）针对埋地管道的损伤检测仍然处于初步研 41（10）：1572-1575．
究阶段，面对复杂工况（如高温、高压、复杂地质条 [12] ZHOU L，CHEN S X，NI Y Q，et al．Pitch-catch
UGW-based multiple damage inference：a heterogeneous
件）的检测需要进一步的研究，并需要开发适用于
graph interpretation[J]. Smart Material Structures，2022，
特定工况的检测方法。
31（1）：015005．
参考文献： [13] VEIT G，BÉLANGER P．An ultrasonic guided wave
excitation method at constant phase velocity using ultrasonic
[1] LIU S P，LIU F F，YANG Y S，et al．Nondestructive phased array probes[J]. Ultrasonics，2020，102：106039．
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2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测
