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海底管道检测超声探头及探头阵列的设计  
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【英文题名】 Design of Ultrasonic Sensor and Sensor Array for Seabed Oil Pipelines Detection
【作者】 陆唯一;
【导师】 阙沛文;
【学位授予单位】 上海交通大学;
【学科专业名称】 测试计量技术及仪器
【学位年度】 2007
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 上海交通大学
【网络出版投稿时间】 2007-05-11
【关键词】 无损检测; 超声检测; 液浸发散探头; 声场; 探头阵列;
【英文关键词】 non-destructive testing; ultrasonic detection; liquid immersion divergent probe; acoustic field; sensor array;
【中文摘要】 本课题来源于海洋资源开发技术主题下资源与环境技术领域中的一项国家海洋863重大专题项目,“海底管道内爬行器及其检测技术”,开发研制一套用于海底输油管道内壁的缺陷检测装置。本论文在简要介绍超声检测原理的基础上,根据项目工程样机的性能指标,通过理论分析和计算,设计了单个特种探头和探头阵列。 文中介绍了几种常用的管道无损检测方法,并且分析比较了涡流检测、漏磁检测与超声检测方法的优缺点。选取超声检测进行海底石油管道内部检测,并介绍了其检测原理与实际应用。 将管径为325mm的石油管道作为设计对象,通过分析比较不同类型超声探头的声场,选择了最适合石油管道检测的超声探头,并且确定了其基本参数。根据几何声学的原理,得出了发散探头在石油以及在管壁内的焦距和焦柱尺寸的计算公式。并且分析了探头的倾斜、温度、透镜曲率半径和油层厚度对探头声场的影响。 根据探头的声场特性(包括检测范围、指向性)以及不漏检条件设计了探头环、探头列阵以及探头的排列方式。又根据系统要求的检测精度,确定了扫查速度、脉冲重复频率与扫查顺序。
【英文摘要】 This research is one of the most important parts of the national 863 high tech project–“Robot and Detection technology in seabed oil pipeline”. The main task of the project is to develop an intellgent system which will be used for in-line inspection of seabed oil pipelines. This thesis introduces the ultrasonic detection principle briefly and analyzes the system technology parameters, then designs a special ultrasonic probe and sensor array for the testing by theoratical calculation and analysi...
【更新日期】 2007-05-25

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