1超声导波 1
1.1 超声导波的研究背景 1
1.2 超声导波与超声体波 3
1.3 超声导波的基本特性 4
1.3.1 群速度和相速度 5
1.3.2 频散与多模态特性 6
1.4 超声导波无损检测技术特点 9
1.5 管道超声导波无损检测的研究现状 11
1.5.1 理论研究 11
1.5.2 应用研究 14
参考文献 16
2超声导波在管道中的传播理论 21
2.1 管道超声导波传播特性分析 21
2.1.1 超声导波解析模型 21
2.1.2 超声导波有限元模型 23
2.1.3 超声导波传播特性 27
2.2 管道超声导波波源分析 30
2.2.1 简正模态展开法 31
2.2.2 外载荷扰动分析 33
2.3 超声导波衰减特性分析 43
2.3.1 带防腐层管道超声导波检测 44
2.3.2 埋地管道超声导波检测 49
参考文献 55
3管道导波的有限元仿真及应用 56
3.1 有限元软件ABAQUS 56
3.2 轴对称导波的有限元仿真 58
3.2.1 建立三维模型 58
3.2.2 定义分析步和输出 59
3.2.3 相互作用 59
3.2.4 施加载荷和边界约束 59
3.2.5 网格划分 60
3.2.6 后处理（分析） 60
3.3 仿真实例 61
3.3.1 纵向模态导波的有限元仿真 61
3.3.2 扭转模态导波的有限元仿真 62
参考文献 63
4非轴对称管道导波声场调控方法 64
4.1 非轴对称管道导波声场调控理论 66
4.1.1 基于螺旋换能器的非轴对称导波激励方法 66
4.1.2 基于圆周相控阵列换能器的非轴对称导波激励方法 70
4.2 非轴对称管道导波传播特性仿真 74
4.2.1 基于螺旋换能器的非轴对称导波传播仿真 74
4.2.2 基于圆周相控阵列换能器的非轴对称导波传播仿真 82
4.3 两种调控方法的特点 89
参考文献 90
5超声导波换能器及检测仪器 91
5.1 压电式导波换能器 92
5.2 磁致伸缩式导波换能器 94
5.2.1 磁致伸缩效应 94
5.2.2 磁致伸缩导波换能器结构 97
5.2.3 磁致伸缩换能器优化 98
5.3 电磁超声式导波换能器 103
5.4 激光超声式 107
5.5 超声导波检测仪器 108
5.5.1 导波仪原理介绍 108
5.5.2 超声导波方向控制 109
5.5.3 超声导波距离幅值分析 112
5.5.4 国内外超声导波仪器 113
5.6 超声导波检测案例 115
案例5.1：MSGW超声导波仪在多个弯头管道检测中的应用 115
案例5.2：MSGW超声导波仪在带保温层管道检测中的应用 116
案例5.3：MSGW超声导波仪在架空管道检测中的应用 116
案例5.4：MSGW超声导波仪在长距离管道检测中的应用 117
案例5.5：MSGW超声导波仪在竖直管道检测中的应用 118
案例5.6：MSGW超声导波仪在弯头检测中的应用 119
案例5.7：MSGW超声导波仪在海上钻井平台检测的应用 119
案例5.8：MSGW超声导波仪在埋地管道检测中的应用 121
案例5.9：MSGW超声导波仪在其他管道检测中的应用 122
参考文献 124
6磁致伸缩导波管道检测新技术及其应用 126
6.1 超声导波相控阵检测技术研究 126
6.1.1 超声导波相控阵检测原理 126
6.1.2 导波相控阵检测研究 127
6.2 基于B扫导波成像的检测方法 130
6.2.1 B扫查成像原理 130
6.2.2 合成孔径聚焦SAFT 131
6.2.3 超声导波的B扫查成像检测研究 134
6.2.4 超声导波的B扫查检测应用研究及案例 135
6.3 基于非轴对称导波的管道缺陷分类和定征技术 139
6.3.1 基于非轴对称导波的管道缺陷分类与定征数值仿真 140
6.3.2 基于非轴对称导波的管道缺陷分类技术 140
6.3.3 基于非轴对称导波的管道缺陷定征技术 147
6.3.4 基于非轴对称导波的管道缺陷分类和定征检测研究 152
6.4 基于非轴对称导波的螺旋焊管缺陷检测技术研究 154
6.4.1 基于非轴对称导波的螺旋焊管缺陷检测数值仿真 155
6.4.2 基于非轴对称导波的螺旋焊管缺陷检测及工程应用 161
6.5 管道轴向缺陷大小定量化检测技术 165
6.5.1 超声导波回波信号分析 165
6.5.2 基于匹配追踪算法的管道轴向缺陷大小定量分析原理 166
6.5.3 检测方法验证 167
参考文献 171
7超声导波管道腐蚀监测技术 173
7.1 管道腐蚀监测技术 173
7.1.1 结构健康监测技术简介 173
7.1.2 管道腐蚀监测技术简介 173
7.1.3 超声导波管道腐蚀监测技术的特点及优势 175
7.1.4 超声导波管道腐蚀在线监测系统 176
7.2 磁致伸缩超声导波监测信号影响因素分析 177
7.2.1 声波耦合层 178
7.2.2 温度变化 179
7.2.3 偏置磁场 181
7.2.4 仪器稳定性 182
7.3 残差分析监测算法 182
7.3.1 建立参考信号库 182
7.3.2 残差分析算法 183
7.3.3 缺陷特征提取 186
7.3.4 残差分析监测算法实现流程 190
7.4 监测算法实验验证 191
7.4.1 监测系统功能验证 191
7.4.2 监测系统性能验证 194
7.5 监测案例及其分析 196
案例7.1：UGPM导波监测技术在某站外埋地管道的监测应用 196
案例7.2：UGPM导波监测技术在某站内架空管道的监测应用 198
参考文献 199