基于UTDR管道污垢超聲場模擬與實驗研究.pdf

1、污垢是導致工業(yè)換熱過程能耗高、低效的根源。由于污垢產(chǎn)生條件、影響因素及作用機理的復雜性，目前很難用數(shù)學模型對其進行準確描述，實際應用的需要催生了將人工智能應用于污垢在線監(jiān)測的需要。盡管已有較多換熱設備污垢進行檢測的研究，但在污垢形成過程仍存在著檢測精度不高并且也尚無一種高效、方便、完整的檢測流程對污垢結垢程度進行量化。超聲波技術應用于檢測污垢的研究在膜分離污染已有大量研究，而對于各種換熱設備中管道污垢的超聲檢測，因其回波復雜等眾多因素影

2、響，檢測困難更大，研究鮮見報道。
　　本文首先對國內(nèi)外已進行單層管道超聲場傳播特性研究進行分析和總結，歸納出在超聲檢測過程固-固、固-液界面控制模型中所存在的聲-固耦合難點，以東北電力大學節(jié)能與測控技術工程實驗室換熱設備動態(tài)實驗污垢管道為研究背景，基于流固耦合作用，對其超聲時域反射檢測過程中管體變形與污垢水層流動規(guī)律進行有限元建模，分析出影響污垢厚度超聲檢測的主要因素。
　　其次針對實際檢測中的噪聲干擾，影響后續(xù)實驗污垢信號

3、處理，根據(jù)充液污垢管道仿真污垢回波信號的特點，提出基于完備總體平均經(jīng)驗模態(tài)分解理論的換熱污垢超聲檢測信號降噪方法，并結合污垢檢測噪聲自相關函數(shù)特性，以抑制硬閾值和軟閾值降噪所帶來的偽吉布斯振蕩問題，最終應用于變量的充液污垢管道仿真試驗與管道設備換熱污垢振動信號，以證明所提出方法的有效性和可行性，降噪后的渡越時間提取從定性與定量兩方面實現(xiàn)污垢厚度精準檢測，同以污垢熱阻動態(tài)模擬自動檢測裝置所測得的污垢熱阻時間序列相比，本文所采用的超聲時域反