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摘要
聚乙烯(PE)具有声衰减和声频散特性，复合频率超声在PE中传播时，信号频谱向低频方向移动导致波形发生畸变。目前PE超声相控阵检测采用固定的群速度设计延时法则，未考虑波形畸变的影响，当检测深度较大时，聚焦的焦柱直径大，检测信噪比低。在理想波动方程的基础上，考虑声衰减和声频散的影响，提出将复合频率超声信号分解为多个单频信号的数值处理方法，计算并叠加各单频信号的传播规律，建立复合频率超声信号传播模型。利用该模型进行超声相控阵缺陷检测的有限元模拟，结果表明，当模型考虑PE声衰减和声频散特性时，模拟结果与试验检测结果更接近，焦点所在深度的孔洞缺陷信号幅值偏差为11.77%。为验证模型有效，考虑复合频率超声信号传播的群速度随检测深度变化规律，改进超声相控阵检测的延时聚焦法则，并应用于大壁厚PE管超声相控阵检测。检测结果表明，聚焦区域的内壁面回波信号增强了5.1%,非聚焦区域的缺陷信号增强6.1%。
- 出版日期2022-3-9
- 单位流体动力与机电系统国家重点实验室; 浙江大学
