[发明专利]一种用于导体套管间接触状态评价的非线性超声导波检测方法

摘要

本发明公开了一种用于导体套管间接触状态评价的非线性超声导波检测方法，首先依次制备六种不同状态的导体套管，基于非线性超声检测系统hanning模式下激励单一纵向对称L(0,2)模态。采用对通过接触界面的端面反射回波的FFT分析方法，得到不同状态下的频谱图。同时提取不同状态下的二次谐波和三次谐波幅值进行分析。结果表明，随着接触压力的增大，二次和三次谐波幅值都呈现递减趋势。最后，根据高次谐波幅值对不同导体套管接触状态进行表征，结果表明，高次谐波幅值可以实现导体套管不同接触状态进行表征。

主权项

1.一种用于导体套管间接触状态评价的非线性超声导波检测方法，实现该方法的系统包括计算机(1)、非线性声学测量系统(2)、信号选择器(3)、数字示波器(4)、50Ω负载阻抗匹配(5)、可调衰减器(6)、超声波激励探头(7)、超声波接收探头(8)、待测试件铝管(9)、铜套管(10)；计算机(1)与非线性声学测量系统(2)之间通过信号线相连，采用计算机(1)中的软件设定各种参数控制非线性声学测量系统硬件激励和接收超声波信号、并对信号进行处理；非线性声学测量系统(2)的高能脉冲信号输出端通过50Ω负载(5)、可调衰减器(6)，然后与超声波激励探头(7)相连；超声波接收探头(8)接收端面反射回来的超声波信号，一路超声波信号直接送入非线性声学测量系统通道1，通过非线性声学测量系统(2)的射频信号监控端与信号选择器(3)相连，将接收信号送入数字示波器(4)；另一路超声信号经过非线性声学测量系统输出1输出，经过阻抗匹配(5)，衰减器(6)进行信号衰减，选择出一定频率的信号，经过激励传感器(7)和待测试件铝管(9)，通过接收传感器(8)接收；各个铜套管(10)设置在待测试件铝管(9)中；其特征在于，本方法通过以下步骤实现，S1将超声波激励探头(7)布置在距离左端端面480mm处，超声波接收传感器(8)布置在距离激励传感器左侧150mm处；S2激励信号参数设置：包括载波信号幅度、宽度，门控放大器放大等级，调制激励信号类型、频率、幅值、相位、直流偏置，通过计算机(1)中的软件控制SNAP硬件系统将激励信号送入超声波激励探头(7)；S3根据SNAP系统测出激励与接收探头的频率响应特性，根据激励探头与接收探头的频率响应特性在幅值衰减小于‑3dB的频率范围内并且根据待测试件铝管(9)的激励角度和群速度频散曲线，确定激励探头和接收探头角度；最后在声学非线性系统SNAP系统hanning模式下激励的单一纵向对称L(0,2)模态超声导波信号；S4从示波器中截取端面反射信号，根据快速傅里叶变换得到的二次谐波、三次谐波幅值。S5重复步骤S1)～步骤S4，对不同接触状态的待测试件铝管(9进行检测，将信号快速傅里叶变换之后，求取不同状态下的高次谐波幅值。