[发明专利]基于高频散超声导波的锚固件径向最大腐蚀深度检测方法及系统

权利要求书

1.一种用于圆柱状结构部件的径向最大腐蚀深度检测方法，其特征在于，包括：

获取在所述部件中轴向传播的频散超声导波的时域信号，其中，所述频散超声导波为高阶模式的超声导波，所述获取在所述部件中轴向传播的频散超声导波的时域信号，包括：获取所述频散超声导波的多个检测信号，其中，所述多个检测信号是基于所述部件端面的周向上的多个换能器采集得到的，对于所述多个换能器中的任一个作为第一换能器，存在一个第二换能器使第一换能器与第二换能器之间的连线经过端面圆心，将所述多个检测信号叠加，生成所述时域信号；

对所述时域信号进行短时傅里叶变换，生成所述时域信号的时间频率关系；

根据所述时间频率关系和所述部件的长度，确定所述频散超声导波的群速度频散曲线；

基于所述群速度频散曲线确定目标模式的第一截止频率；

根据所述第一截止频率、预先标定的所述目标模式的第二截止频率和半径，计算所述部件的径向最大腐蚀深度，其中，通过如下公式计算所述径向最大腐蚀深度：

K＝r₀-r

其中，K为所述径向最大腐蚀深度，r₀为预先标定的半径，f₀为所述第二截止频率，f为所述第一截止频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频散超声导波为T(0,2)模式的超声导波。

3.一种用于圆柱状结构部件的径向最大腐蚀深度检测系统，其特征在于，包括：

激励单元，圆柱状结构部件，接收单元，处理单元；其中，所述激励单元和所述接收单元设置在所述部件的端面上，所述处理单元与所述接收单元连接；

其中，所述激励单元用于生成频散超声导波的激励信号并将所述激励信号转换为振动信号，以在所述部件中形成沿轴向传播的频散超声导波；

所述接收单元用于接收所述振动信号以形成检测信号，并将所述检测信号传输至所述处理单元；

所述处理单元用于执行如权利要求1所述的方法。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述激励单元包括：由多个梯形压电陶瓷并联组成的压电片组合，其中，所述多个梯形压电陶瓷在所述部件的端面沿周向分布，且所述梯形压电陶瓷的长边远离端面中心、短边靠近端面中心。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述压电陶瓷与所述部件的端面通过胶黏剂粘连固结，或者，所述压电陶瓷封装制备形成超声换能器，所述超声换能器通过耦合剂与所述部件的端面耦合。

6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述激励单元和所述接收单元设置在所述部件的同一端面上，或者，所述激励单元和所述接收单元分别设置在所述部件的不同端面上。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述部件包括锚栓，预先将所述激励单元和所述接收单元分别设置在所述锚栓的不同端面上，并将所述激励单元、所述接收单元和所述处理单元进行集成以形成检测设备；

所述激励单元，具体用于按照设定的检测时间生成频散超声导波的激励信号并将所述激励信号转换为振动信号，以在所述锚栓中形成沿轴向传播的频散超声导波；

所述处理单元，还用于确定各检测时间下所述锚栓的径向最大腐蚀深度，根据所述各检测时间下所述锚栓的径向最大腐蚀深度生成所述锚栓的全时间径向腐蚀深度情况。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理单元还用于：

根据所述锚栓的径向腐蚀深度情况计算所述锚栓的强度；

判断所述锚栓的强度是否满足所述检测设备中预先存储的报警条件，并在满足所述报警条件的情况下进行报警。