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超声柱面导波技术及其应用研究进展 被引量：125
1
作者 何存富 吴斌 范晋伟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期203-214,共12页
综述无损检测中的超声柱面导波技术及其应用研究进展．给出导波的频散及多模式特征，着重评述超声导波的模式和频率选择、导波的激励和接收方法、导波与缺陷的相互作用、信号处理与特征提取以及导波技术在无损检测中的应用前景．
关键词 超声导波 频散 管道 无损检测
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超声导波检测技术的发展、应用与挑战 被引量：124
2
作者 何存富 郑明方 +7 位作者 吕炎 邓鹏 赵华民 刘秀成 宋国荣 刘增华 焦敬品 吴斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1713-1735,共23页
回顾了近三十年的超声导波技术发展及应用,阐述了导波的频散现象及其求解方法,深入分析了导波激励的力学加载原理和模态选择原则。论述了导波的传感激励方法与装置,并比较了各种激励接收方法的特点与应用场合。对超声导波在板类、管类... 回顾了近三十年的超声导波技术发展及应用,阐述了导波的频散现象及其求解方法,深入分析了导波激励的力学加载原理和模态选择原则。论述了导波的传感激励方法与装置,并比较了各种激励接收方法的特点与应用场合。对超声导波在板类、管类和复合材料中的应用进行了评述,并从提高缺陷检测能力的角度,介绍了时间反转法和相控阵法在超声导波技术中的应用。最后总结了当前导波技术面临的机遇与挑战。 展开更多
关键词 超声导波 无损检测 频散 时间反转 相控阵 模态 缺陷
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管道超声导波检测技术研究进展 被引量：75
3
作者 焦敬品 何存富 +2 位作者 吴斌 费仁元 王秀艳 《实验力学》 CSCD 北大核心 2002年第1期1-9,共9页
综述管道超声导波检测技术及其应用研究进展 .着重对超声导波技术和模态声发射技术在管道检测中的最新应用进行了评述 ,内容涉及超声导波的传播特性、实验检测方法及其数值模拟等 .
关键词 超声导波 模态声发射 数值模拟 管道检测 传播特性
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基于BP神经网络的管道泄漏声信号识别方法研究 被引量：66
4
作者 焦敬品 李勇强 +1 位作者 吴斌 何存富 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2588-2596,共9页
针对城市供水管网泄漏检测需求,进行了泄漏声信号识别方法研究。分析了泄漏信号的时域、频域及波形特点,提取出可用于泄漏信号表征的20种特征参数;基于提取的泄漏声信号特征参数,构建了泄漏声信号BP神经网络识别系统;研究了神经网络结构... 针对城市供水管网泄漏检测需求,进行了泄漏声信号识别方法研究。分析了泄漏信号的时域、频域及波形特点,提取出可用于泄漏信号表征的20种特征参数;基于提取的泄漏声信号特征参数,构建了泄漏声信号BP神经网络识别系统;研究了神经网络结构(隐含节点数、传递函数、学习率)及输入参数的数量和种类对泄漏信号识别效果的影响,并优化出最佳的神经网络结构及输入参数。在以上研究基础上,利用优化后的神经网络对实验室及现场管道泄漏信号进行了交叉训练和识别,结果表明,提出的基于泄漏特征参数的神经网络系统具有较高的可靠性和普适性,可以很好地实现不同场景下泄漏信号的交叉识别,整体识别率达92.5%,为解决不同工况下泄漏信号识别做了有益的探索。 展开更多
关键词 管道泄漏 声发射 特征提取 BP神经网络 信号识别
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超声导波在管中传播的理论分析与试验研究 被引量：48
5
作者 王秀彦 王智 +2 位作者 焦敬品 吴斌 何存富 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期11-16,共6页
采用分布式PZT传感器在管中激励和接收超声导波。根据在管状波导中传播的超声波具有频散现象及多模态特征,选择具有单一频率的特定信号激励超声波,使其频散最小;同时采用分布式传感器抑制不同模态的波型。其试验结果与理论预测相吻合。
关键词 超声导波 频散 模态 管道 无损检测 PZT传感器
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管道声发射泄漏检测技术研究进展 被引量：43
6
作者 焦敬品 何存富 +2 位作者 吴斌 费仁元 王秀彦 《无损检测》 2003年第10期519-523,共5页
声发射检测的目的是获得声发射源的有关信息 (如声发射源的特征和位置等 )。管道泄漏声发射信号既携带结构的某些特征信息 (泄漏孔大小和位置等 ) ,同时又有很大的随机性和不确定性 ,属于一种非平稳随机信号。在分析管道泄漏声发射信号... 声发射检测的目的是获得声发射源的有关信息 (如声发射源的特征和位置等 )。管道泄漏声发射信号既携带结构的某些特征信息 (泄漏孔大小和位置等 ) ,同时又有很大的随机性和不确定性 ,属于一种非平稳随机信号。在分析管道泄漏声发射信号特点基础上 ,着重对管道声发射泄漏检测技术及信号处理方法的最新研究进展进行了回顾。模态声发射能够解决常规声发射技术发展中的问题 。 展开更多
关键词 声发射检测 管道 泄漏 信号处理 综述
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埋地钢质管道杂散电流腐蚀研究现状 被引量：51
7
作者 宋吟蔚 王新华 +2 位作者 何仁洋 何存富 王秀彦 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2009年第8期515-518,525,共5页
随着我国长输管道及各类地下管道铺设里程的不断增长,由杂散电流引起的管道腐蚀问题越来越被人们所关注。基于国内外杂散电流的研究成果,分析了杂散电流的腐蚀机理,总结了杂散电流产生的主要原因,简单介绍了杂散电流的特点及其腐蚀危害... 随着我国长输管道及各类地下管道铺设里程的不断增长,由杂散电流引起的管道腐蚀问题越来越被人们所关注。基于国内外杂散电流的研究成果,分析了杂散电流的腐蚀机理,总结了杂散电流产生的主要原因,简单介绍了杂散电流的特点及其腐蚀危害性,并通过事例分析了目前杂散电流常用的工程测试方法及防护策略。 展开更多
关键词 杂散电流 埋地管道 腐蚀 防护技术
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超声导波技术在埋地锚杆检测中的应用研究 被引量：45
8
作者 何存富 孙雅欣 +2 位作者 吴斌 王秀彦 刘增华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1144-1147,共4页
分析了超声导波在埋地锚杆中传播的特性。在理论上,对于埋地锚杆,40～90kHz的L(0,1)模态的衰减值在所有模态中最小,传播距离最长;位移模式简单,易于激发;能量速度最大,容易与其他速度较慢模态区别。此段L(0,1)模态可用来对埋地锚杆进行... 分析了超声导波在埋地锚杆中传播的特性。在理论上,对于埋地锚杆,40～90kHz的L(0,1)模态的衰减值在所有模态中最小,传播距离最长;位移模式简单,易于激发;能量速度最大,容易与其他速度较慢模态区别。此段L(0,1)模态可用来对埋地锚杆进行检测。同时建立实验系统,对直径22mm、长2m的埋地锚杆进行检测,实验结果与理论分析相吻合。 展开更多
关键词 锚杆 超声导波 检测 土壤
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充水管道中纵向超声导波传播特性的理论分析与试验研究 被引量：45
9
作者 刘增华 何存富 +2 位作者 杨士明 王秀彦 吴斌 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期171-178,共8页
从理论上得到了充非粘性液体管道中纵向超声导波的频散方程。分析了纵向模态在充水钢管和带刚性边界的水圆柱体中传播特性。除α模态,充水钢管中的其他模态均是钢管和带刚性边界的水圆柱体中各模态相互耦合的结果。对于充水钢管中同一模... 从理论上得到了充非粘性液体管道中纵向超声导波的频散方程。分析了纵向模态在充水钢管和带刚性边界的水圆柱体中传播特性。除α模态,充水钢管中的其他模态均是钢管和带刚性边界的水圆柱体中各模态相互耦合的结果。对于充水钢管中同一模态,在不同频率范围,传播特性差别也较大。在充水和未充水的钢管中进行了激励和接收纵向模态的试验研究。结果表明,在充水钢管中具有模态分支、群速度降低等传播特性。当充水钢管中纵向模态的频带处于钢管中未受干扰的L(0,2)模态分支部分时,能长距离传播,由于频散较小,在传播距离较长时,波形和幅度不会发生明显变化,适合于长距离充水管道的缺陷检测。 展开更多
关键词 充液管道 液体圆柱体 纵向模态 模态分支 频散
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超声导波在管道中传播的数值模拟 被引量：36
10
作者 何存富 李隆涛 吴斌 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期129-133,共5页
为了研究超声导波在管道中的传播特性并从中选择适合于无损检测的导波模态,在弹性动力学理论基础上,分析了超声导波在管道中传播时存在多模态与频散特性;通过编程数值计算了超声导波在管中传播时的频散曲线和各模态沿管壁的位移分布;利... 为了研究超声导波在管道中的传播特性并从中选择适合于无损检测的导波模态,在弹性动力学理论基础上,分析了超声导波在管道中传播时存在多模态与频散特性;通过编程数值计算了超声导波在管中传播时的频散曲线和各模态沿管壁的位移分布;利用数值计算结果以及Fourier分解法,模拟了导波在管道中的传播现象,获得各个模态在传播一定距离后的时域波形.结果表明,在特定频率下,L(0,2)模态导波频散现象较小、传播速度最快,是管道缺陷无损检测的理想模态.数值模拟结果与理论分析相吻合,并且证明此种Fourier分解法可以有效地模拟管道中超声导波的传播特性. 展开更多
关键词 超声导波 频散 无损检测
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新型分布式光纤管道泄漏检测技术及定位方法研究 被引量：40
11
作者 杭利军 何存富 +2 位作者 吴斌 蔡栋生 宋晏蓉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期123-127,共5页
介绍了一种基于萨尼亚克(Sagnac)干涉仪的直线型分布式光纤管道泄漏监测系统,实时进行管道泄漏监测和定位。此系统有两条传感光纤,可有效提高管道监测距离。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析了该干涉仪应用于泄漏检测的... 介绍了一种基于萨尼亚克(Sagnac)干涉仪的直线型分布式光纤管道泄漏监测系统,实时进行管道泄漏监测和定位。此系统有两条传感光纤,可有效提高管道监测距离。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并在分别距两传感光纤末端的法拉第旋转镜为3.990km和4.024 km处进行了泄漏检测实验。管道泄漏实验结果表明,该系统较准确地确定了泄漏源位置且定位误差小于1.05%. 展开更多
关键词 光纤光学 萨尼亚克干涉仪 分布式光纤传感器 泄漏检测 管道
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板状结构中基于Lamb波单模态的缺陷成像试验研究 被引量：39
12
作者 刘增华 徐营赞 +1 位作者 何存富 吴斌 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期232-238,共7页
Lamb波技术非常适于板类结构的各种缺陷检测。为了得到模态较为单一的Lamb波,使得接收信号更具有解释性,缺陷更容易识别,该文中在板上下表面的相同位置分别布置压电传感器阵列,采用同一位置上下表面的双压电片同相或反相激励,激励出单... Lamb波技术非常适于板类结构的各种缺陷检测。为了得到模态较为单一的Lamb波,使得接收信号更具有解释性,缺陷更容易识别,该文中在板上下表面的相同位置分别布置压电传感器阵列,采用同一位置上下表面的双压电片同相或反相激励,激励出单一S0或A0模态。运用这种单模态的Lamb波激励方式对板中缺陷进行检测,结合椭圆成像算法与数据融合方法对压电传感器阵列接收到的多组信号进行缺陷成像。该方法有效的实现了板中缺陷的二维成像定位,检测出人工缺陷,并提高了缺陷的可识别能力和定位精度。 展开更多
关键词 LAMB波 单模态 椭圆成像 数据融合 缺陷检测
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压力管道泄漏的声发射检测实验研究 被引量：27
13
作者 焦敬品 李涌 +2 位作者 何存富 吴斌 费仁元 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期144-146,共3页
在实验室条件下,建立了压力管道泄漏的声发射检测模型。在不同实验条件下(如变化压力、泄漏孔径大小、传感器取向、距离等条件),进行了压力管道泄漏的声发射检测实验。通过对压力管道泄漏的声发射信号分析,能够定性地判断有无泄漏。同时... 在实验室条件下,建立了压力管道泄漏的声发射检测模型。在不同实验条件下(如变化压力、泄漏孔径大小、传感器取向、距离等条件),进行了压力管道泄漏的声发射检测实验。通过对压力管道泄漏的声发射信号分析,能够定性地判断有无泄漏。同时,研究了压力管道泄漏的声发射信号与距离、泄漏孔径、传感器取向的关系,为压力管道泄漏的声发射定量检测奠定了基础。 展开更多
关键词 管道泄漏 声发射 检测模型 压力管道
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基于时间反转的管道导波缺陷参数辨识方法 被引量：32
14
作者 邓菲 吴斌 何存富 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期18-24,共7页
针对导波检测中的缺陷辨识问题,通过对不同缺陷的时间反转导波检测缺陷反射率随时间反转信号截取窗宽变化关系的研究,确定缺陷散射波场中各导波模态的能量分布规律,并据此提出一种基于时间反转的管道导波检测缺陷辨识方法。在数值模拟... 针对导波检测中的缺陷辨识问题,通过对不同缺陷的时间反转导波检测缺陷反射率随时间反转信号截取窗宽变化关系的研究,确定缺陷散射波场中各导波模态的能量分布规律,并据此提出一种基于时间反转的管道导波检测缺陷辨识方法。在数值模拟的基础上,选择适当的特征参数用于表征反射率—窗宽关系曲线,建立与缺陷特征相对应的关系曲线样本库,并通过聚类分析方法在库中寻找到与待检测缺陷特征最为接近的样本。结果表明,该方法可达到评判缺陷特征的目的,为最终实现缺陷反演奠定基础。 展开更多
关键词 超声导波 管道 时间反转 缺陷辨识
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一种新的直线型Sagnac光纤干涉仪管道泄漏检测系统及其定位技术 被引量：32
15
作者 杭利军 何存富 吴斌 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期820-824,共5页
研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位。利用法拉第旋转镜将传统Sagnac干涉仪的环形结构改为直线型结构,使其适用于各种复杂管道的布放。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析... 研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位。利用法拉第旋转镜将传统Sagnac干涉仪的环形结构改为直线型结构,使其适用于各种复杂管道的布放。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并在泄漏点距法拉第旋转镜为4.020 km处进行了泄漏有无及定位的研究。实验结果表明,该系统很好地检测到泄漏源的有无,又较准确地确定了泄漏源位置且最大定位误差小于118 m。 展开更多
关键词 光纤光学 SAGNAC干涉仪 泄漏检测 管道
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基于超声导波技术对钢杆表面缺陷的无损检测研究 被引量：30
16
作者 吴斌 李隆涛 +3 位作者 王秀彦 于海群 李涌 何存富 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期149-154,共6页
研究了圆柱钢杆内导波的传播及其频散特性。通过实验验证了杆中“直达纵波”这一现象并对其进行了分析,同时利用所建立的实验系统,对2320mm长圆柱钢杆表面的人工缺陷进行了检测。结果表明,在特定频率处,选择L(0,1)模态的超声导波检测钢... 研究了圆柱钢杆内导波的传播及其频散特性。通过实验验证了杆中“直达纵波”这一现象并对其进行了分析,同时利用所建立的实验系统,对2320mm长圆柱钢杆表面的人工缺陷进行了检测。结果表明,在特定频率处,选择L(0,1)模态的超声导波检测钢杆中的缺陷是可行的。 展开更多
关键词 超声导波 频散 钢杆 无损检测
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传感器在管道超声导波检测中的应用 被引量：23
17
作者 何存富 刘增华 吴斌 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第11期5-8,共4页
管道超声导波检测技术是一种新兴的无损检测方法。利用该技术可以在一点对管道进行快速而全面的检测,节省检测时间,减少劳动强度。而由于导波的频散、多模态特性和管道工作条件、结构尺寸的不同,使得在超声导波检测中对导波的激励方式... 管道超声导波检测技术是一种新兴的无损检测方法。利用该技术可以在一点对管道进行快速而全面的检测,节省检测时间,减少劳动强度。而由于导波的频散、多模态特性和管道工作条件、结构尺寸的不同,使得在超声导波检测中对导波的激励方式和传感器的使用要求也不尽相同。传感器的选择对管道超声导波检测的实现十分重要。简要回顾了五种不同类型传感器在管道导波检测中的工作机理、特性及其应用。 展开更多
关键词 管道 超声导波 检测时间 频散 多模态 使用要求 工作机理 传感器 结构尺寸 检测技术
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基于模态分析和小波变换的声发射源定位新算法研究 被引量：28
18
作者 焦敬品 何存富 +1 位作者 吴斌 费仁元 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期482-485,共4页
针对传统声发射源定位中,声发射信号到达传感器的时间受设定门槛电压影响很大,导致声发射源定位效果较差,提出了一种声发射源定位新方法。根据模态声发射理论,携带声发射源信息的声发射信号在结构中传播过程中,具有频散现象和多模态特... 针对传统声发射源定位中,声发射信号到达传感器的时间受设定门槛电压影响很大,导致声发射源定位效果较差,提出了一种声发射源定位新方法。根据模态声发射理论,携带声发射源信息的声发射信号在结构中传播过程中,具有频散现象和多模态特性。因此,声发射源定位应基于同一频率下、同一模态导波到达各个传感器的时间和传播速度。通过对声发射信号进行Gabor小波变换的方法,在时频空间内确定某一频率下某一模态导波到达传感器的时间;并通过数值计算得到该频率处模态导波的群速度,从而实现声发射源的准确定位。通过薄板中声发射线源定位试验,证明了该定位算法的有效性。 展开更多
关键词 源定位 算法研究 模态分析 GABOR小波变换 声发射信号 声发射源 模态声发射 传感器 门槛电压 定位效果 传播过程 模态特性 频散现象 传播速度 数值计算 准确定位 定位试验 定位算法 时间 频率 导波 群速度 射线源
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基于概率损伤算法的复合材料板空气耦合Lamb波扫描成像 被引量：31
19
作者 刘增华 樊军伟 +1 位作者 何存富 吴斌 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期227-235,共9页
采用非接触空耦传感器在准各向同性复合材料板中激励出单一的Lamb波模态,用于分层缺陷的扫描检测。扫描时,激励和接收传感器置于复合材料板同侧并相对倾斜布置,传感器沿2个正交方向同步线性扫描,得到不同位置的检测信号。对不同扫描路... 采用非接触空耦传感器在准各向同性复合材料板中激励出单一的Lamb波模态,用于分层缺陷的扫描检测。扫描时,激励和接收传感器置于复合材料板同侧并相对倾斜布置,传感器沿2个正交方向同步线性扫描,得到不同位置的检测信号。对不同扫描路径下的检测信号进行连续小波变换,提取激励频率下的小波系数包络信号,对分层缺陷进行成像。在此基础上,利用概率损伤算法定义损伤指数,结合不同方向的损伤指数实现分层缺陷成像。采用全加法和全乘法对2个正交扫描方向得到的成像结果进行数据融合,实现了分层缺陷的定位和重构。并在成像算法中引入阈值,进一步提高了分层缺陷的定位精度以及重构质量。 展开更多
关键词 空耦传感器 复合材料板 LAMB波 连续小波变换 概率损伤算法
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全长黏结型锚杆高频超声导波检测应用研究 被引量：27
20
作者 吴斌 孙雅欣 +3 位作者 何存富 王秀彦 刘增华 张青 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期397-403,共7页
分析高频纵向轴对称超声导波在全长黏结型锚杆中传播的特性。在不同频率范围内,锚杆中同一模态的衰减特性及速度差别较大。理论上,在1 MHz以上,高阶纵向轴对称模态在特定频率下的轴向位移集中于杆中心,衰减最小,且能量速度最大,可用于... 分析高频纵向轴对称超声导波在全长黏结型锚杆中传播的特性。在不同频率范围内,锚杆中同一模态的衰减特性及速度差别较大。理论上,在1 MHz以上,高阶纵向轴对称模态在特定频率下的轴向位移集中于杆中心,衰减最小,且能量速度最大,可用于全长黏结型锚杆的质量检测。同时建立实验系统,在1.13～2.85 MHz频率范围内对直径φ22 mm、长度1 m的埋于水泥中的无缺陷锚杆进行了频率扫描,并根据实验结果做出第一次端面回波速度和幅值随频率变化曲线,分别与理论能量速度频散曲线和衰减频散曲线相吻合,并且对埋于水泥中带单缺陷锚杆进行导波检测。研究结果表明导波可用于锚杆长度检测及缺陷定位。最后,将此规律应用于在直径为φ18 mm,长度为2 m的锚杆工程现场检测,检测结果较为理想,验证高频超声导波可以应用于全长黏结型锚杆的无损检测。 展开更多
关键词 岩土工程 锚杆 超声导波 缺陷 无损检测
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