声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用
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图 5a是管道正常运行时采集的噪声信号 ,图 5b是在管道发生泄漏时采集到的泄漏声发射信号 。 从两幅时域图上可以看出 ,没有泄漏时的信号杂乱 无章且相对平稳 ,而发生泄漏时出现较大的冲击现 象 ,并且呈现一定的周期性规律 。
( a) 无泄漏时声发射信号及其频谱
图 5a 无泄漏时声发射信号及其频谱
( b) 泄漏孔 1 mm时声发射信号及其频谱
4 结论
本文设计了管道泄漏声发射检测系统 ,并在实
8期
梁 伟 , 等 : 声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用
1601
验室管道泄漏实验平台上实施了管道泄漏声发射检 测实验 ,研究了泄漏声发射信号的特征 ,及其频谱随 泄漏孔径 、传播距离变化的变化规律 ,通过对大量实 验数据的分析总结 ,得出以下结论 :
1. 1 声发射产生机理及检测原理 当材料或结构受外力或内力作用时 ,由于其微观
结构的不均匀 ,内部缺陷的存在 ,导致了局部应力集 中 ,造成不稳定的应力分布。当这种不稳定应力分布 状态下的应变能积累到一定程度时 ,不稳定的高能状 态一定要向稳定的低能状态过渡 ,这种过渡是以塑性 变形 、快速相变 、裂纹的产生和发展直至断裂等形式 来完成的。在此过程中 ,应变能被释放 ,其中一部分 是以应力波的形式快速释放出来的弹性能 ,这种以弹 性波形式释放出应变能的现象叫做声发射 [ 1] 。
管道泄漏声发射检测实验利用了实验室现有的 管道实验平台 ,并做了适当改造 。
如图 4所示 ,该试验平台由泵 、阀 、水箱和金属 管道等构件组成 ,泄漏阀组 4至 10分别由一组大小 不同的泄漏阀组成 ,泄漏孔径从 1 mm 到 10 mm ,模 拟不同大小的管道泄漏 。管道设计长度为 1. 30 × 104 cm ,管道直径为 7. 62 cm。管道共盘旋四圈 ,每圈 间隔距离 60. 0 cm ,到达出口离地面高度为 202. 0 cm。 沿管道共有 19个曲率半径为 100. 0 cm的弯管 。
图 4 管道泄漏实验平台示意图
8期
梁 伟 , 等 : 声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用
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3. 2 实验数据及分析 3. 2. 1 定性判断泄漏的发生
在距离泄漏位置 3 m 的地方安装传感器 ,采集 管道正常运行时的背景噪声信号 ;打开泄漏阀门模 拟管道泄漏 ,待信号稳定后再采集一次信号 ,得到管 道正常运行和发生泄漏时的声发射信号 。
管道泄漏事故频频发生 ,不仅造成经济上的巨 大损失 ,而且严重污染环境 、影响生态平衡 。因此 , 如何能够及时 、准确地发现事故 ,并精确定位出泄漏 发生的地点是管道泄漏监测面临的主要问题 。研究 管道泄漏无损检测方法及新技术 ,具有重要的理论 意义和实用价值 。
随着管道工业的发展 ,泄漏检测技术也得到了 发展 。目前已有的检漏方法 ,从最简单的人工分段 沿管道巡视 ,发展到较为复杂的计算机软硬件结合 的方法 。从陆上检测发展到海底检测 ,甚至利用飞 机 、卫星遥感技术进行全天候检测 。
2 管道泄漏声发射检测技术及检测模型建立
在声发射技术的各种应用中 ,泄漏检测是一个 相当重要的应用研究方向 [ 4 ] 。流体泄漏的主要特 征是在泄漏处形成多相湍射流 ,这一湍射流不但使 流体的正常流动发生紊乱 ,而且与管道相互作用 ,在 管壁上形成应力波 。检测应力波是发现泄漏的一个 有效途径 ,也正是声发射检测的原理 。从严格定义 上讲 ,泄漏达及阀的应力波 ,不是声发射现象 ;因为 在此过程中 ,管壁只是波导 ,本身并不释放能量 。但
选定单一模式的波以不变的波速 V 由泄漏点 向管道两侧传播 ,到达 1 号传感器的时间为 t1 ,到达 2 号传感器的时间为 t2 ,则信号到达两个传感器之 间的时差 △t = t2 - t1 ,已知两传感器间的距离为 D ,
则声发射源距 1 号传感器的距离 d 可由下式求出 :
d
=
1 2
D - △tv
(1)
2. 2. 2 双模式波单传感器管道泄漏源定位模型
1、2 - 预放大器 , 3 - 声发射仪 , 4 - 管道 , P1 P2 - 压力传感器 , Q - 管道泄漏点 图 3双模式波单传感器源定位模型
选定的两种不同模式的波以不同的声波 v1 和
v2 由泄漏点向管道两侧传播 ,到达传感器的时间分 别为 t1 和 t2 ,则信号到达两个传感器之间的时差 △t
根据声发射管道泄漏检测原理 ,设计了管道泄 漏声发射检测模型 ,如图 1所示 。
来自百度文库1、2—预放大器 , 3—声发射仪 , 4—管道 , P1、P2 —压力传感器 , Q —管道泄漏点 图 1 声发射管道泄漏的检测模型示意图
2. 2 管道泄漏声发射检测的源定位模型建立 所有无损检测方法的共同目的都是为了发现缺
1)泄漏声发射信号是一种连续型信号 ,频带范 围是 ( 0—250 ) kHz, 主要能量集中在 ( 140—160 ) kHz,并且在 148 kHz处有陡峭的尖峰 。
2)当泄漏孔的直径比较小时 ,泄漏所激发的声 发射信号频带范围较宽 ,并且含有较多的高频成分 。 随着泄漏孔的直径增大 ,泄漏声发射的主要能量将 逐渐集中在低频段 (140—150) kHz的范围内 。
根据声发射信号的特点 ,可以把声发射信号分为 突发型和连续型两种 。若以突发型标准声发射信号
8期
梁 伟 , 等 : 声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用
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为模型来定义声发射的特征参数 ,可得到波击 (事件 ) 计数 、振铃计数 、能量 、幅度 、持续时间和上升时间等 参数 [3 ] 。若以连续型声发射信号 ,可得出振铃计数 、 能量参数、平均信号电平和有效值电压两个参数 。
( d) 泄漏孔 5 mm时声发射信号及其频谱 图 6 无泄漏及不同泄漏孔径下声发射信号及其频谱
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科 学 技 术 与 工 程
7卷
图 6是管道未发生泄漏和发生泄漏时不同泄漏 孔径对应的声发射信号及其频谱图 ,从频谱图上可 以看到 ,泄漏信号的频带范围是 ( 0—250 ) kHz,主 要能量集中在 ( 140—160 ) kHz,并且在 148 kHz处 有非常陡峭的尖峰 。
声发射检测是一种动态无损检测方法 [ 2 ] ,即 : 使构件或材料的内部结构 、缺陷或潜在缺陷处于运 动变化的过程中进行无损检测 。裂纹等缺陷在检测 中主动参与了检测过程 。如果裂纹等缺陷处于精致 状态 ,没有变化和扩展 ,就没有声发射发生 ,也就不 能实现声发射检测 。声发射检测的这一特点使其区 别于超声 、X射线 、涡流等其他无损检测方法 。 1. 2 声发射检测的参数分析法
2006年 11月 5日收到 中国石油天然气集团公司创新基金 ; 教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目 ; 教育部 霍英东青年教师教育基金项目 (编号 91051)资助
第一作者简介 : 梁 伟 ,男 ( 1978—) ,博士 ,讲师 ,研究方向 : 油气 安全监测与智能诊断 。
1 声发射检测技术基本理论及方法
( c) 泄漏孔 2 mm时声发射信号及其频谱
图 5b 泄漏孔 1 mm时声发射信号及其频谱
3. 2. 2 随泄漏孔径大小变化规律 在距离泄漏位置 3 m 的地方安装传感器 ,改变
泄漏孔的 大 小 , 分 别 采 集 泄 漏 孔 是 1 mm、2 mm、 3 mm的泄漏信号 ,得到不同大小泄漏孔的泄漏声发 射信号 。
( b) 泄漏孔 1 mm 传播距离 1 m 时的 声发射信号及其频谱
( c) 泄漏孔 1 mm 传播距离 3 m 时的 声发射信号及其频谱
( a) 泄漏孔 1 mm 传播距离 0. 8 m 时的 声发射信号及其频谱
( d) 泄漏孔 1 mm 传播距离 5 m 时的 声发射信号及其频谱
图 4 - 7 不同传播距离时的声发射信号及其频谱
梁 伟 张来斌 王朝晖
(中国石油大学 (北京 )机电学院 ,北京 102249)
摘 要 对基于声发射技术的管道泄漏检测这一新方法进行了实验研究 。从声发射技术的基本理论入手 ,分析了声发射技 术的特点及检测原理 ,掌握了声发射信号的分析处理方法及源定位技术 ,然后进一步将声发射检测技术应用于输油管道的泄 漏检测 ,建立了管道泄漏声发射检测模型 ,并建立了两种泄漏定位模型 。对整个检测系统进行了设计 ,并进行了管道泄漏声 发射实验 ,对管道泄漏声发射信号的特征进行了分析和提取 ,为进一步的实验研究及现场应用打下基础 。 关键词 管道 泄漏检测 声发射 漏点定位 中图法分类号 TE88;文献标识码 A
= t2 - t1 ,则声发射源距传感器的距离 d 可由下式求 出:
d = v1 v2 △t
(2)
v1 - v2
3 管道泄漏声发射检测实验研究
在实验室现有的管道泄漏检测系统上建立泄漏 声发射检测系统 。针对不同大小的泄漏孔 ,在距离 泄漏孔相同距离处安装传感器采集泄漏声发射信
号 ,采集相应的泄漏声发射信号 。分析比较这些数 据得出泄漏声发射信号随泄漏孔大小的变化关系 。 3. 1 实验管道设计
第 7卷 第 8期 2007年 4月 167121819 (2007) 0821596206
石油技术
科 学 技 术 与 工 程
ScieTechnology and Engineering
Vol17 No18 Ap r12007 2007 Sc i1Tech1 Engng.
声发射检测技术在管道泄漏信号 识别中的应用
3)随着传播距离的增大 ,声发射信号频谱在整 个频率范围内呈衰减趋势 ;并且 ,高频成分衰减的速 度比低频成分衰减速度快 。
由图 6可以看出 ,不同泄漏孔径下的泄漏所激 发的声发射信号的频谱略有不同 ,当泄漏孔的直径 比较小时 ,泄漏所激发的声发射信号频带范围较宽 , 并且含有较多的高频成分 ;随着泄漏孔的直径增大 , 泄漏 声 发 射 的 主 要 能 量 将 逐 渐 集 中 在 低 频 段 (140—150) kHz的范围内 。
是 ,它们可以用应力波来描述材料结构上的某种状 况 ,所以可认为这也是一种广义上的声发射现象 。 2. 1 管道泄漏的声发射检测模型建立
压力管道泄漏所产生的声发射信号是广义的声 发射现象 ,管壁本身不释放能量 ,而只是作为一种传 播介质 。泄漏过程中 ,在泄漏点处由于管内外压差 , 使管道中的流体在泄漏处形成多相湍射流 ,这一射 流不但使流体的正常流动发生紊乱 ,而且与管道及 周围介质相互作用向外幅射能量 ,在管壁上产生高 频应力波 。该应力波携带着泄漏点信息 (泄漏孔形 状和大小等 )沿管壁向两侧传播 ,用声发射传感器 拾取这种声发射信号 ,并对其进行采集和分析处理 , 就可以对泄漏及其位置进行判断 。
3. 2. 3 随传播距离的变化规律 采用 1 mm 的泄漏孔 ,改变传感器安装位置 ,距 离变化从 0. 8 m 到 5 m ,分别采集距离是 0. 8 m、 1 m、3 m、5 m 的泄漏信号 ,得到泄漏信号在传播不 同距离后的声发射信号 。 图 7是管道泄漏孔为 1 mm 时泄漏信号传播到 0. 8 m、 1 m、 3 m、 5 m 时的声发射信号及其频 谱。 从图 7中可以看出 :随着传播距离的增大 ,泄漏 所激发声发射信号频谱的幅值在整个频率范围内都 呈衰减趋势 ,并且随着传播距离的增大 ,泄漏声发射 信号中的高频成分衰减的速度要比低频成分衰减速 度快 。
陷 [5 ] ,而管道泄漏声发射检测的目的就是要利用接收
到的泄漏声发射信号 ,分析得到对泄漏源的描述 ,其 主要内容是泄漏的位置 、性质和泄漏的严重性程度 。 2. 2. 1 单模式波双传感器管道泄漏源定位模型
图 2 单模式波双传感器源定位模型
1598
科 学 技 术 与 工 程
7卷
本文分析了声发射检测技术对管道泄漏进行检 测的优势及存在的问题 。建立了声发射管道泄漏检 测模型 ;分析比较了各种声发射管道泄漏源定位方 法 ,建立了两种声发射管道泄漏源定位模型 。并应 用特征参量分析法 、时域波形分析法和频谱特征分 析法等多种方法对实验数据进行分析 ,验证了该方 法对管道泄漏信号识别的可行性与正确性 。
( a) 无泄漏时声发射信号及其频谱
图 5a 无泄漏时声发射信号及其频谱
( b) 泄漏孔 1 mm时声发射信号及其频谱
4 结论
本文设计了管道泄漏声发射检测系统 ,并在实
8期
梁 伟 , 等 : 声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用
1601
验室管道泄漏实验平台上实施了管道泄漏声发射检 测实验 ,研究了泄漏声发射信号的特征 ,及其频谱随 泄漏孔径 、传播距离变化的变化规律 ,通过对大量实 验数据的分析总结 ,得出以下结论 :
1. 1 声发射产生机理及检测原理 当材料或结构受外力或内力作用时 ,由于其微观
结构的不均匀 ,内部缺陷的存在 ,导致了局部应力集 中 ,造成不稳定的应力分布。当这种不稳定应力分布 状态下的应变能积累到一定程度时 ,不稳定的高能状 态一定要向稳定的低能状态过渡 ,这种过渡是以塑性 变形 、快速相变 、裂纹的产生和发展直至断裂等形式 来完成的。在此过程中 ,应变能被释放 ,其中一部分 是以应力波的形式快速释放出来的弹性能 ,这种以弹 性波形式释放出应变能的现象叫做声发射 [ 1] 。
管道泄漏声发射检测实验利用了实验室现有的 管道实验平台 ,并做了适当改造 。
如图 4所示 ,该试验平台由泵 、阀 、水箱和金属 管道等构件组成 ,泄漏阀组 4至 10分别由一组大小 不同的泄漏阀组成 ,泄漏孔径从 1 mm 到 10 mm ,模 拟不同大小的管道泄漏 。管道设计长度为 1. 30 × 104 cm ,管道直径为 7. 62 cm。管道共盘旋四圈 ,每圈 间隔距离 60. 0 cm ,到达出口离地面高度为 202. 0 cm。 沿管道共有 19个曲率半径为 100. 0 cm的弯管 。
图 4 管道泄漏实验平台示意图
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3. 2 实验数据及分析 3. 2. 1 定性判断泄漏的发生
在距离泄漏位置 3 m 的地方安装传感器 ,采集 管道正常运行时的背景噪声信号 ;打开泄漏阀门模 拟管道泄漏 ,待信号稳定后再采集一次信号 ,得到管 道正常运行和发生泄漏时的声发射信号 。
管道泄漏事故频频发生 ,不仅造成经济上的巨 大损失 ,而且严重污染环境 、影响生态平衡 。因此 , 如何能够及时 、准确地发现事故 ,并精确定位出泄漏 发生的地点是管道泄漏监测面临的主要问题 。研究 管道泄漏无损检测方法及新技术 ,具有重要的理论 意义和实用价值 。
随着管道工业的发展 ,泄漏检测技术也得到了 发展 。目前已有的检漏方法 ,从最简单的人工分段 沿管道巡视 ,发展到较为复杂的计算机软硬件结合 的方法 。从陆上检测发展到海底检测 ,甚至利用飞 机 、卫星遥感技术进行全天候检测 。
2 管道泄漏声发射检测技术及检测模型建立
在声发射技术的各种应用中 ,泄漏检测是一个 相当重要的应用研究方向 [ 4 ] 。流体泄漏的主要特 征是在泄漏处形成多相湍射流 ,这一湍射流不但使 流体的正常流动发生紊乱 ,而且与管道相互作用 ,在 管壁上形成应力波 。检测应力波是发现泄漏的一个 有效途径 ,也正是声发射检测的原理 。从严格定义 上讲 ,泄漏达及阀的应力波 ,不是声发射现象 ;因为 在此过程中 ,管壁只是波导 ,本身并不释放能量 。但
选定单一模式的波以不变的波速 V 由泄漏点 向管道两侧传播 ,到达 1 号传感器的时间为 t1 ,到达 2 号传感器的时间为 t2 ,则信号到达两个传感器之 间的时差 △t = t2 - t1 ,已知两传感器间的距离为 D ,
则声发射源距 1 号传感器的距离 d 可由下式求出 :
d
=
1 2
D - △tv
(1)
2. 2. 2 双模式波单传感器管道泄漏源定位模型
1、2 - 预放大器 , 3 - 声发射仪 , 4 - 管道 , P1 P2 - 压力传感器 , Q - 管道泄漏点 图 3双模式波单传感器源定位模型
选定的两种不同模式的波以不同的声波 v1 和
v2 由泄漏点向管道两侧传播 ,到达传感器的时间分 别为 t1 和 t2 ,则信号到达两个传感器之间的时差 △t
根据声发射管道泄漏检测原理 ,设计了管道泄 漏声发射检测模型 ,如图 1所示 。
来自百度文库1、2—预放大器 , 3—声发射仪 , 4—管道 , P1、P2 —压力传感器 , Q —管道泄漏点 图 1 声发射管道泄漏的检测模型示意图
2. 2 管道泄漏声发射检测的源定位模型建立 所有无损检测方法的共同目的都是为了发现缺
1)泄漏声发射信号是一种连续型信号 ,频带范 围是 ( 0—250 ) kHz, 主要能量集中在 ( 140—160 ) kHz,并且在 148 kHz处有陡峭的尖峰 。
2)当泄漏孔的直径比较小时 ,泄漏所激发的声 发射信号频带范围较宽 ,并且含有较多的高频成分 。 随着泄漏孔的直径增大 ,泄漏声发射的主要能量将 逐渐集中在低频段 (140—150) kHz的范围内 。
根据声发射信号的特点 ,可以把声发射信号分为 突发型和连续型两种 。若以突发型标准声发射信号
8期
梁 伟 , 等 : 声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用
1597
为模型来定义声发射的特征参数 ,可得到波击 (事件 ) 计数 、振铃计数 、能量 、幅度 、持续时间和上升时间等 参数 [3 ] 。若以连续型声发射信号 ,可得出振铃计数 、 能量参数、平均信号电平和有效值电压两个参数 。
( d) 泄漏孔 5 mm时声发射信号及其频谱 图 6 无泄漏及不同泄漏孔径下声发射信号及其频谱
1600
科 学 技 术 与 工 程
7卷
图 6是管道未发生泄漏和发生泄漏时不同泄漏 孔径对应的声发射信号及其频谱图 ,从频谱图上可 以看到 ,泄漏信号的频带范围是 ( 0—250 ) kHz,主 要能量集中在 ( 140—160 ) kHz,并且在 148 kHz处 有非常陡峭的尖峰 。
声发射检测是一种动态无损检测方法 [ 2 ] ,即 : 使构件或材料的内部结构 、缺陷或潜在缺陷处于运 动变化的过程中进行无损检测 。裂纹等缺陷在检测 中主动参与了检测过程 。如果裂纹等缺陷处于精致 状态 ,没有变化和扩展 ,就没有声发射发生 ,也就不 能实现声发射检测 。声发射检测的这一特点使其区 别于超声 、X射线 、涡流等其他无损检测方法 。 1. 2 声发射检测的参数分析法
2006年 11月 5日收到 中国石油天然气集团公司创新基金 ; 教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目 ; 教育部 霍英东青年教师教育基金项目 (编号 91051)资助
第一作者简介 : 梁 伟 ,男 ( 1978—) ,博士 ,讲师 ,研究方向 : 油气 安全监测与智能诊断 。
1 声发射检测技术基本理论及方法
( c) 泄漏孔 2 mm时声发射信号及其频谱
图 5b 泄漏孔 1 mm时声发射信号及其频谱
3. 2. 2 随泄漏孔径大小变化规律 在距离泄漏位置 3 m 的地方安装传感器 ,改变
泄漏孔的 大 小 , 分 别 采 集 泄 漏 孔 是 1 mm、2 mm、 3 mm的泄漏信号 ,得到不同大小泄漏孔的泄漏声发 射信号 。
( b) 泄漏孔 1 mm 传播距离 1 m 时的 声发射信号及其频谱
( c) 泄漏孔 1 mm 传播距离 3 m 时的 声发射信号及其频谱
( a) 泄漏孔 1 mm 传播距离 0. 8 m 时的 声发射信号及其频谱
( d) 泄漏孔 1 mm 传播距离 5 m 时的 声发射信号及其频谱
图 4 - 7 不同传播距离时的声发射信号及其频谱
梁 伟 张来斌 王朝晖
(中国石油大学 (北京 )机电学院 ,北京 102249)
摘 要 对基于声发射技术的管道泄漏检测这一新方法进行了实验研究 。从声发射技术的基本理论入手 ,分析了声发射技 术的特点及检测原理 ,掌握了声发射信号的分析处理方法及源定位技术 ,然后进一步将声发射检测技术应用于输油管道的泄 漏检测 ,建立了管道泄漏声发射检测模型 ,并建立了两种泄漏定位模型 。对整个检测系统进行了设计 ,并进行了管道泄漏声 发射实验 ,对管道泄漏声发射信号的特征进行了分析和提取 ,为进一步的实验研究及现场应用打下基础 。 关键词 管道 泄漏检测 声发射 漏点定位 中图法分类号 TE88;文献标识码 A
= t2 - t1 ,则声发射源距传感器的距离 d 可由下式求 出:
d = v1 v2 △t
(2)
v1 - v2
3 管道泄漏声发射检测实验研究
在实验室现有的管道泄漏检测系统上建立泄漏 声发射检测系统 。针对不同大小的泄漏孔 ,在距离 泄漏孔相同距离处安装传感器采集泄漏声发射信
号 ,采集相应的泄漏声发射信号 。分析比较这些数 据得出泄漏声发射信号随泄漏孔大小的变化关系 。 3. 1 实验管道设计
第 7卷 第 8期 2007年 4月 167121819 (2007) 0821596206
石油技术
科 学 技 术 与 工 程
ScieTechnology and Engineering
Vol17 No18 Ap r12007 2007 Sc i1Tech1 Engng.
声发射检测技术在管道泄漏信号 识别中的应用
3)随着传播距离的增大 ,声发射信号频谱在整 个频率范围内呈衰减趋势 ;并且 ,高频成分衰减的速 度比低频成分衰减速度快 。
由图 6可以看出 ,不同泄漏孔径下的泄漏所激 发的声发射信号的频谱略有不同 ,当泄漏孔的直径 比较小时 ,泄漏所激发的声发射信号频带范围较宽 , 并且含有较多的高频成分 ;随着泄漏孔的直径增大 , 泄漏 声 发 射 的 主 要 能 量 将 逐 渐 集 中 在 低 频 段 (140—150) kHz的范围内 。
是 ,它们可以用应力波来描述材料结构上的某种状 况 ,所以可认为这也是一种广义上的声发射现象 。 2. 1 管道泄漏的声发射检测模型建立
压力管道泄漏所产生的声发射信号是广义的声 发射现象 ,管壁本身不释放能量 ,而只是作为一种传 播介质 。泄漏过程中 ,在泄漏点处由于管内外压差 , 使管道中的流体在泄漏处形成多相湍射流 ,这一射 流不但使流体的正常流动发生紊乱 ,而且与管道及 周围介质相互作用向外幅射能量 ,在管壁上产生高 频应力波 。该应力波携带着泄漏点信息 (泄漏孔形 状和大小等 )沿管壁向两侧传播 ,用声发射传感器 拾取这种声发射信号 ,并对其进行采集和分析处理 , 就可以对泄漏及其位置进行判断 。
3. 2. 3 随传播距离的变化规律 采用 1 mm 的泄漏孔 ,改变传感器安装位置 ,距 离变化从 0. 8 m 到 5 m ,分别采集距离是 0. 8 m、 1 m、3 m、5 m 的泄漏信号 ,得到泄漏信号在传播不 同距离后的声发射信号 。 图 7是管道泄漏孔为 1 mm 时泄漏信号传播到 0. 8 m、 1 m、 3 m、 5 m 时的声发射信号及其频 谱。 从图 7中可以看出 :随着传播距离的增大 ,泄漏 所激发声发射信号频谱的幅值在整个频率范围内都 呈衰减趋势 ,并且随着传播距离的增大 ,泄漏声发射 信号中的高频成分衰减的速度要比低频成分衰减速 度快 。
陷 [5 ] ,而管道泄漏声发射检测的目的就是要利用接收
到的泄漏声发射信号 ,分析得到对泄漏源的描述 ,其 主要内容是泄漏的位置 、性质和泄漏的严重性程度 。 2. 2. 1 单模式波双传感器管道泄漏源定位模型
图 2 单模式波双传感器源定位模型
1598
科 学 技 术 与 工 程
7卷
本文分析了声发射检测技术对管道泄漏进行检 测的优势及存在的问题 。建立了声发射管道泄漏检 测模型 ;分析比较了各种声发射管道泄漏源定位方 法 ,建立了两种声发射管道泄漏源定位模型 。并应 用特征参量分析法 、时域波形分析法和频谱特征分 析法等多种方法对实验数据进行分析 ,验证了该方 法对管道泄漏信号识别的可行性与正确性 。