[发明专利]利用改进型杜芬混沌系统识别斜裂纹管道超声导波的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道中的斜裂纹缺陷识别方法，尤其是一种利用改进型杜芬混沌系统识别斜裂纹管道超声导波的方法，属于管道运输行业的损伤检测技术领域。

背景技术

管道运输作为与铁路、公路、航空、水运并列的五大运输行业之一，是国民经济综合运输的重要组成部分之一，也是衡量一个国家的能源与运输业是否发达的主要标志。然而，管道在其服役期不可避免地面临着腐蚀、埋地(或架设)地区环境以及人为破坏等因素的潜在威胁，一旦发生管道破裂，后果不堪设想。为此有必要对管道的损伤状况进行分析识别。

目前为防止管道腐蚀穿孔、爆管等造成的恶性事故的发生，我国每年用于管道维修费用达数亿元，且逐年增加。传统的管道损伤检测方法，如超声波检测、磁漏检测、射线检测法等，不得不对结构进行逐点扫描，对于管道等大型结构，传统方法费时、费力，而且漏检风险高，实际工程中由于受上述检测手段的制约，管道损伤状况多数不明，往往造成盲目开挖、盲目报废，维修缺少科学性，从而造成人力、物力的巨大浪费。而“超声导波技术”是一种利用波在固体中的传播特性提出的一种新的无损检测技术，该技术的优点在于其检测范围是“线”而非“点”，此外，声场遍布整个管道，无论是表面缺陷还是内部缺陷都具有一定的识别精度；并且可实现在线检测，该技术具有快捷、便利、高效等特点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种可以精确识别管道中的斜裂纹缺陷，提高缺陷的检测效率和降低维修成本的利用改进型杜芬混沌系统识别斜裂纹管道超声导波的方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

利用改进型杜芬混沌系统识别斜裂纹管道超声导波的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在管道的一侧端面激发超声导波信号，使超声导波遍历管道的所有位置；

2)在激发端附近的接收端接收超声导波回波信号并记录超声导波在管道中传播的时间历程曲线，其中超声导波回波信号包含端面回波信号、噪声信号和淹没在噪声中的斜裂纹缺陷信号；

3)利用改进型杜芬混沌系统对超声导波回波信号进行检测与分析，提取并识别淹没在噪声中的斜裂纹缺陷信息，获得整个管道的斜裂纹缺陷情况。

作为一种优选方案，步骤1)所述超声导波信号频率为65KHz～75KHz。

作为一种优选方案，步骤2)所述接收端与激发端之间的距离为3mm～5mm。

作为一种优选方案，步骤3)利用改进型杜芬混沌系统对超声导波回波信号进行检测与分析具体如下：

a)选取改进型杜芬混沌系统，如下式：

x··+kx·-x3+x5=Fcos(ωt)+s‾(t)---(1)]]>

其中，k为阻尼比，Fcos(ωt)为驱动力项，为待检测超声导波回波信号；

b)选取位移x和速度v对式(1)进行改写，如下式：