陈 乐，王悦民，耿海泉，叶 伟，邓文力

（海军工程大学动力工程学院，湖北 武汉 430033）

弯曲导波模态分离与频散补偿研究

陈 乐，王悦民，耿海泉，叶 伟，邓文力

（海军工程大学动力工程学院，湖北 武汉 430033）

为减少超声导波多模态和频散特性对管道缺陷检测应用时的不利影响，研究弯曲导波模态分离和导波频散补偿的方法。首先将导波信号进行时频分析，并与理论计算的时频曲线进行对比，确定信号中的各个模态，然后将各个模态信号进行频散补偿处理，最后将频散补偿后的信号相加，得到最后的结果。管道缺陷检测实验表明，由多模态和频散特性产生的多个波包可由STFT方法识别出每个波包所属的模态，经频散补偿后多个波包可对应在同一缺陷位置。实验证明导波信号经模态识别、分离和频散补偿后更利于缺陷的识别和定位，同时该方法也为弯曲导波的应用提供理论基础。

超声导波；时频分析；模态分离；频散补偿；缺陷定位

0 引 言

声导波检测是一种快速的无损检测技术，其一大优势是在局部激发导波，即可对长距离范围内管道进行检测，包括埋地或带有包覆层的不可见区域[1-2]。超声导波沿管道传播时会在缺陷处发生反射，当反射的导波信号被检测到时，达到缺陷识别和定位的目的。导波信号中包含检测区域内管道结构的所有信息[3]，对信号进行恰当的处理，可以得到被测管道的健康信息。

导波具有多模态和频散的特性，管道导波检测时，非对称加载将激励出一系列弯曲模态的导波[4-5]，多模态导波信号会以模态簇的形式传播，对管道缺陷的检测产生不利影响，制约弯曲导波的实际应用。……