管道泄漏检测的声发射技术研究.doc

管道泄漏检测的声发射技术研究
　　摘要:随着管道的应用日益广泛,在国民经济发展中具有重要的作用,而管道泄漏会产生环境污染,并造成重大经济损失,这已引起相关部门的关注。文章介绍了声发射检漏原理、泄漏声信号特点、声信号区域定位法、衰减测量定位法、互相关式时差定位法、干涉式定位法和模态声发射,并对管道泄漏的声发射检测方法不足之处和发展趋势做了探讨。
　　关键词:管道泄漏;声发射;区域定位;声发检测
　　中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)12-0047-02
　　
　　随着管道的应用日益广泛,在国民经济发展中具有重要的作用,而管道泄漏会产生环境污染,并造成重大经济损失,这已引起相关部门的关注。本文将结合声发射检测的特点,对声发射在管道泄漏检测中应用的可行性和有效性进行分析。
　　一、管道泄漏检测的声发射技术研究现状
　　与超声及涡流等方法相比,声发射具有能动态监测且覆盖面大的优势。声发射检测技术以它在检测原理上的优势,可以对管道中已经存在的泄漏进行连续检测,对诊断的实时性要求不高,不要求在泄漏刚发生时就必须检测到泄漏信号,可以在泄漏发生后的一段时间内进行检测,极大地提高了诊断的方便性和正确性。因此声发射检测技术是一种可能而且有效的泄漏检测方法。
　　二、管道泄漏检测声发射检测原理
　　声发射是指材料局部因能量的快速释放而发生瞬态弹性波的现象。严格地讲,压力管道或压力容器等泄漏所激发的应力波并不是声发射现象,而是一种广义的声发射现象。因为在泄漏过程中,管壁只是波导,本身不释放能量,但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辐射能量,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,对这种声发射信号进行采集和处理,就可以对泄漏及其位置进行判断。
　　三、泄漏的声发射信号特点
　　泄漏的声发射信号具有如下特点:
　　,属于连续声发射信号。
　　、下游传播,接收并分析该信号,能反应结构的某些特征,如漏孔位置和大小等。
　　 (多样性、信号的突发性和不确定性)传播路径、传感器特性、环境噪声和声发射测量系统等多种复杂因素的影响,声发射传感器输出的电信号波形十分复杂,它与真实的声发射源信号相差很多,因此,声发射信号本质上属于一种非平稳随机信号。
　　,泄漏的声发射信号具有多模态特性,并且在管道内传播时存在频散现象。
　　四、区域定位原理
　　声发射波传播过程引起能量损失的主要因素包括波前的延伸、热效应、反射、衍射和波形转换等,这些因素的综合作用可引起波的衰减,即声发射信号的强度随测量点与声发射源距离的增加而减弱。在结构发生共振的特定情况下可产生驻波,此时信号幅度无明显下降,但衰减仍会发生。信号强度的减弱反应在信号的振幅上是幅值的减小,因此随着声发射源与测量点距离的增加,实际测得的信号幅值会减小。
　　根据声发射信号衰减原理,在声波的传播路径上布置一些传感器,离泄漏点越近的传感器测得的声波信号幅值就越大,越