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新型声发射检测系统与定位技术研究

作　者: 龙飞飞
导　师: 戴光
学　校: 大庆石油学院
专　业: 安全技术及工程
关键词: 声发射检测常压立式储罐球形容器罐底声源定位阵列智能评价检测仪器
分类号: P631
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

立式储罐、球形容器、柱式容器是国民生产中广泛使用而又比较容易发生事故的特殊设备。为了解决常规检测维修费用昂贵，周期长的问题而兴起的声发射检测技术，因为检测仪器的相对落后及软件的定位误差较大，同时达不到可视化要求，到目前为止还只局限于有此技术且经验丰富的工程技术人员使用，另外定位特别是对球罐缺陷点的判断误差偏大，而且不能立体的展示定位结果，给声发射技术的发展及推广带来很大的障碍。在声发射检测系统方面，国外如德国的Vallen公司，美国的PAC公司都对全数字式仪器进行了研究，在仪器与软件方面都有了长足的发展，我国在声发射仪器与软件的开发上与国外有较人的差距，因此，这制约了我国声发射技术的推广与应用。针对目前检测系统存在的差距和定位、评定技术的问题，本文结合先进的屯子技术及计算机技术，以期研究出符合本国国情的声发射检测系统，并改进声发射定位方法、模式，同时开展智能评价技术研究，真止实现声发射检测的方便性利可视性。因此，开展新型声发射检测系统与定位技术研究只有重要的理论意义与实用价值。本文进行的主要研究工作有： 1．解决柱式容器检测中传感器排布要求较严格的问题，开展任意三角形网络排布检测技术与线定位技术研究，首次提出了利用字符串格式判断线定位阵列有效性的判别方法，并解决了任意三角形定位中存在的定位阵列判断，伪定位的剔除，重复定位的避免等一系列问题； 2．利用平面任意三角形定位方法开展常压立式储罐罐底缺陷定位技术研究，提出了全新的定位阵列有效性判断、定位点的有效性判断方法；以及顶点声源和边界声源的处理办法。 3．为加强罐底定位软件的分析功能，建立了以罐底为XY平面的三维直角坐标系，编制出相应的罐底三维定位软件。 4．根据我们实验室在常压立式储罐评价上的经验，编制出储罐罐底完整性等级评价方法，并提出用计算机进行罐底完整性等级智能评价的思路。通过对某炼油厂三台储罐的完整性评价，表明该评价方法是可行的； 5．开展球面任意三角形定位技术研究。首次提出球面任意三角形定位，投影判断定位点有效性的定位方法。通过数据预处理等一些途径减少球面任意三角形定位的计算量，解决了传感器、定位点的球面坐标，二维直角坐标的转换问题。在定位图上，采用OpenGL编程环境实现了球体的三维显示，并解决了在OpenGL与Delphi中数据交换的问题。该软件已用于对1000m~3球形压力容器进行球面任意三角形定位与数据分析。 6．研制出卡式的模拟声发射采集板，实现了声发射系统的小型化，解决了数据堵塞，数据采集等问题，并开发出与此系统相匹配的柱式容器定位软件，常压立式储罐罐底定位软件，球形容器定位软件。

全文目录

第一章绪论  12-21
  §1．1 声发射检测与评价技术概论  12-14
    1．1．1 声发射技术的研究进展  12
    1．1．2 声发射检测技术  12-13
    1．1．3 声发射评价技术  13-14
  §1．2 国外声发射仪器及定位分析软件的发展  14-17
    1．2．1 国外声发射仪器的发展  14-16
    1．2．2 国外声发射软件及现代信号处理技术的发展  16-17
  §1．3 国内声发射软件的发展  17-18
    1．3．1 WAE98全波形声发射仪软件  17-18
    1．3．2 AE—98~（IM）声发射仪软件  18
  §1．4 国内声发射检测仪器的发展  18-20
    1．4．1 WAE98全波形声发射仪硬件  18-19
    1．4．2 AE—98TM声发射仪硬件  19-20
  §1．5 本文研究目的、意义及内容  20-21
    1．5．1 本文研究的目的及意义  20
    1．5．2 本文研究的主要内容  20-21
第二章柱式容器缺陷定位技术研究  21-28
  §2．1 线定位  21-23
    2．1．1 线定位原理、计算公式  21
    2．1．2 线定位中有效阵列的判断  21-22
    2．1．3 线定位文件配置  22-23
  §2．2 任意平面三角形定位  23-25
    2．2．1 任意平面三角形定位原理、计算公式  23-24
    2．2．2 任意平面三角形定位有效阵列的判断  24-25
    2．2．3 任意平面三角形定位文件配置  25
  §2．3 线定位技术在检测中的应用  25-26
    2．3．1 试验系统  25
    2．3．2 试验方案  25-26
    2．3．3 试验结果  26
  §2．4 任意平面三角形定位技术在检测中的应用  26-27
    2．4．1 试验系统  26
    2．4．2 试验方案  26-27
    2．4．3 试验结果  27
  §2．5 小结  27-28
第三章常压立式储罐罐底缺陷定位技术研究  28-34
  §3．1 罐底定位理论  28
  §3．2 计算公式  28-29
    3．2．1 平面任意三角形定位计算公式  28
    3．2．2 实际单点计算过程及考虑的因素  28-29
  §3．3 有效定位阵列的确定  29-30
  §3．4 罐底定位技术与国外定位软件结果的比较  30-33
    3．4．1 定位实验  30-31
    3．4．2 定位结果图比较  31-33
  §3．5 小结  33-34
第四章常压立式储罐缺陷评价技术研究  34-41
  §4．1 缺陷评价参数  34-35
    4．1．1 声发射主要参数  34
    4．1．2 评价参数的选取  34-35
  §4．2 有效声发射源的提取和划分  35
  §4．3 评价的影响因素  35-36
    4．3．1 罐材质的影响  35
    4．3．2 储罐介质的影响  35
    4．3．3 检测前稳定液位时间的影响  35-36
    4．3．4 储罐底板直径和高度的影响  36
  §4．4 储罐罐底完整性评价方法  36-38
    4．4．1 人工评价  36-37
    4．4．2 计算机评价  37-38
  §4．5 现场储罐的完整性评价  38-40
    4．5．1 某炼油厂成品车间Z238  38-39
    4．5．2 某炼油厂成品车间Z（?）5  39
    4．5．3 某炼油厂成品车间Z217  39-40
  §4．6 小结  40-41
第五章球形容器缺陷定位技术研究  41-49
  §5．1 球面任意三角形定位计算公式  41-44
  §5．2 单点定位计算  44
    5．2．1 单点计算中中间变量的求解  44
    5．2．2 单点计算中定位点极坐标的计算  44
  §5．3 球面上传感器的坐标互换  44-46
  §5．4 球面定位中传感器的坐标确定  46-48
  §5．5 定位阵列有效性判断  48
  §5．6 定位点有效性判断  48
  §5．7 小结  48-49
第六章球罐定位技术在1000m~3球罐上的应用  49-54
  §6．1 检测基本情况  49
    6．1．1 被检球罐基本情况  49
    6．1．2 检测所得原始数据文件  49
  §6．2 原始数据的预处理  49-50
    6．2．1 数据文件格式转换  49-50
    6．2．2 数据文件的整理  50
  §6．3 球面定位数据返放  50-52
    6．3．1 定位配置文件的生成  50
    6．3．2 定位参数的选取  50-51
    6．3．3 定位返放结果  51-52
  §6．4 小结  52-54
第七章新型声发射检测系统研究  54-57
  §7．1 仪器的主要特点  54
  §7．2 仪器的主要技术性能  54-55
    7．2．1 模拟量部分  54-55
    7．2．2 数字量部分  55
  §7．3 立式贮罐声学检测仪软件  55-56
    7．3．1 立式贮罐声学检测仪软件功能  55
    7．3．2 编制过程  55-56
    7．3．3 数学模型  56
  §7．4 CGJCY-1型立式贮罐声学检测仪软件  56
  §7．5 小结  56-57
第八章展望  57-58
结论  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录 CGJCY-1储罐声学检测仪配套软件说明  63-71

新型声发射检测系统与定位技术研究

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