非介入式管道超聲測壓技術研究.pdf

1、液壓系統(tǒng)、氣體或液體輸送管道內部的壓力檢測是監(jiān)測管道系統(tǒng)運行狀態(tài)和進行管道故障診斷的主要方法和手段。目前液壓測量主要采用介入式測量，常用的有機械壓力表，或應變式、壓阻式、振弦式等壓力測量方法。這些方法的最大缺點是它們都屬于介入式測量，需要預留壓力測量接口、可靠性差、故障定位困難，且破壞管路結構的整體性，特別在高壓條件下，容易留下安全隱患。因此，研究非介入式管道測壓理論和方法，并研制一種非介入式壓力測量裝置具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊應用前景

2、。論文探討和研究了非介入式管道測壓技術和方法，采用超聲波作為管道壓力測試手段。這是基于流體中的超聲波傳播特性參數(shù)(如衰減系數(shù)、聲速等)對壓力變化敏感的性質。由于聲衰減系數(shù)在檢測過程中存在諸多不確定性，易受外界條件干擾，所以本文選擇聲速作為測量對象：在固定的聲程情況下，將聲速的測量轉化為超聲波傳播時延的測量。此外，由于溫度對超聲波聲速影響很大，需測量準確的溫度值。目前，超聲管道測壓技術尚處于研究初期階段，國內尚無一種成熟、方便使用的非介入

3、式壓力測量技術或裝置。本文首先研究和介紹了相關超聲波測壓原理，建立了超聲波聲速與液體壓力關系模型。在此基礎上，論文接著進行了硬件電路的設計與調試，主要包括超聲波脈沖發(fā)射電路、信號調理電路、A/D轉換電路、CPLD控制電路等。然后，由于實測信號存在噪聲，為了有效提取時延參量，需要對超聲信號進行處理。于是本文提出和分析了一種以稀疏分量分解技術精確求解超聲回波時延的方法。該方法根據(jù)信號自身的特點從冗余的函數(shù)集選擇基函數(shù)，去表示待分析的觀測信號