基于超聲波反射法檢測鋼管腐蝕分布的觀測實(shí)驗(yàn)
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在檢測點(diǎn)14(鋼管壁無生銹)所測得的波形中可以看出，超聲波信號發(fā)出后探頭最初接收到反射信A后又接收到一較弱反射信號B。對這兩個反射波之間的時間延遲計(jì)算后所測得此處鋼管壁厚度為2.35 mm，與實(shí)際測量值2.45 mm接近，所以可推定反射波B為內(nèi)壁處反射波。但在鋼管壁生銹處(厚度變薄、測定點(diǎn)5)，雖然鋼管外壁處的反射信號(A)明顯，但由于多重超聲信號反射的影響，在鋼管內(nèi)壁處的反射波形(B)較不明顯，所以不能較準(zhǔn)確地推算此處鋼管壁厚度。
為解決多重反射引起的兩個信號之間的時間延遲不易分辨的這一問題，信號的互相關(guān)函數(shù)(Cross correlation function)被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)中。
式中：r(t)為反射波波形；u(t)為參照波形。參照波形是厚度為10 mm鋁塊的底部反射波。
互相關(guān)實(shí)驗(yàn)的反射信號如圖5所示。
信號的互相關(guān)函數(shù)可以更精確地分析兩個信號間的時間延遲關(guān)系的作用，所以在檢測點(diǎn)5和檢測點(diǎn)14處測得的波形中都可以清楚地分辨出鋼管外壁和內(nèi)壁兩處的反射信號A和B，在檢測點(diǎn)14處的得到的波形中，還有一個小的反射信號C，這個反射信號是超聲波在鋼管壁和防腐涂層分界處的反射信號，所以加入互相關(guān)函數(shù)后可測出防腐涂層厚度。
4 結(jié)果比較及總結(jié)
根據(jù)20個測量點(diǎn)處所測的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖6所示。
在實(shí)驗(yàn)結(jié)果1中可以看出，由于多重反射的影響，測量值與實(shí)際值之間誤差較大，對腐蝕程度的判斷也較為困難。加入互相關(guān)函數(shù)的實(shí)驗(yàn)中所測得波形可以清楚地分辨出鋼管表面和內(nèi)壁層兩處的反射信號，鋼管壁的防腐層處的反射信號也能清楚分辨，互相關(guān)函數(shù)解決了多重反射的問題，同時也提高了測量精度。
利用超聲波反射法并加以互相關(guān)函數(shù)后，可以精確地分辨兩個反射信號間時間延遲，實(shí)驗(yàn)檢測值的曲線走向與實(shí)際測量曲線走向基本吻合，能準(zhǔn)確檢測出鋼管壁厚度及準(zhǔn)確地推斷出鋼管壁的腐蝕分布情況.
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