波纹管导波传播特性研究论文论文

超声导波技术是一种新兴的无损检测方法，适用在类似于杆，管和板等特殊

结构的检测，可以对焊接的水管、天然气管道,桥梁建筑等等进行较为方便的快速

质量检测和技术检测。超声导波优点显著，具有衰减小，模态多，传播距离长，

检测效率高等优点。但是在实际的工程应用中，超声导波的传播特性研究还不是

十分完善。 HM000091

为了在工程实践中，进行长距离管道在焊接和管道弯曲上检测提供科学技术

基础，本文围绕研究超声导波在波纹管中传播特性展开，主要分为六个章节。前

三个章节主要是导波研究的理论知识阐述。在介绍导波发展背景下，提出研究导

波传播的意义。根据导波一些基本概念，在理论上研究波的基本特性，利用位移

势函数方法详细推导出导波的频率公式，计算得出导波在传播时相速度和群速度

的频散曲线公式。第四和第五章节以 Lamb 波的频散曲线方程求解为基础同时进行

管中的导波的推导，运用二次外推法和特征方程求根。借助 MATLAB 软件工具对

频散曲线的运算处理，绘制出相速度和群速度的频散曲线图。

通过以上研究，在推导出导波频散方程的基础上，本文合理选择相应的频率

参数和超声导波的模态，绘制出管中相速度和群速度的频散曲线。本研究为导波

技术的应用和超声导波在管中的传播特性的研究提供参考

关键词：无损检测；超声导波；求根计算；频散曲线

2.3.1模数(A/D)转换电路波纹管导波传播特性研究_51毕业设计网

本课题要求测量的电阻、电压、电流都是幅值连续变化的模拟量，就是我们通常所说的模拟信号。以前我们可以用指针式万用表对模拟电压、电流、电阻直接测量显示。数字万用表的优点就在于可以直接从液晶或者LED读出数字，而液晶或者LED是无法识别模拟信号的，所以我们要通过数模转换来把模拟信号转换成数字信号，然后再显示。

数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。在模拟通信中，为了提高信噪比，需要在信号传输过程中及时对衰减的传输信号进行放大，信号在传输过程中不可避免地叠加上的噪声也被同时放大。随着传输距离的增加，噪声累积越来越多，以致使传输质量严重恶化。对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限个离散值(通常取两个幅值)，在传输过程中虽然也受到噪声的干扰，但当信噪比恶化到一定程度时，即在适当的距离采用判决再生的方法，再生成没有噪声干扰的和原发送端一样的数字信号，所以可实现长距离高质量的传输。

从上面的资料可以看出来，数字万用变的最重要的就是是模数(A/D)转换、译码显示电路。A/D转换的步骤一般分为量化、编码。

我选用的是ADC0809，ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。

ADC0809的内部逻辑结构：一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

ADC0809各脚（图2.3）功能：查看完整请+Q:351916072获取

D7-D0：8位数字量输出引脚。

IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。

VCC：+5V工作电压。

GND：地。

REF（+）：参考电压正端。

REF（-）：参考电压负端。

START：A/D转换启动信号输入端。

ALE：地址锁存允许信号输入端。

EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。

OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。

CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。

A、B、C：地址输入线。查看完整请+Q:351916072获取

摘 要 I I I II 波纹管导波传播特性研究_51毕业设计网

ABSTRACT . I I I I I I II

章 第一章  绪论 .1 1

1.1 问题的提出及研究意义1

1.1.1 问题提出1

1.1.2 研究意义3

1.2 超声导波的作用与前景3

1.2.1 超声导波的作用3

1.2.2 超声导波应用前景4

1.2.3 超声导波在波纹管中的传播5

1.3 本章小结.6

章 第二章  超声波无损检测基本概念 . 8 8

2.1 超声波无损检测相关概念8

2.1.1 超声导波的概念8

2.1.2 波速的概念8

2.1.3 衰减的概念9

2.1.4 散射的概念9

2.1.5 超声场的分析10

2.2 本章小结11

章 第三章  平面导波传播特性 .  12

3.1 超声导波传播特性概述12

3.2 Lamb 波的传播12

3.3 Lamb 波简易图13

3.4 位移势函数法推导13

3.5 本章小结20

第四章 b Lamb  波频散曲线的计算 . .20

4.1 Lamb 波特性概述和优势21

4.2 Lamb 波曲线方程计算21

4.3 频散曲线方程求解及图像22

4.3.1 频散曲线方程求解流程图22

4.3.2 软件绘制频散曲线图23

4.4 频散曲线程序的编写与实现26

4.5 本章小结26

章 第五章  管中导波传播特性 .  27

5.1 波在无限长管中的传播27

5.2 频散的概念及计算分析28

5.2.1 超声导波的频散曲线和特征29

5.2.2 频散方程的数值计算29

5.3 特征方程求根概述30

5.4 二次外推法求根图解31

5.5 波在管中的纵向传播模态31

5.6 本章小结35

章 第六章  总结和展望 .   36

6.1 全文总结36

6.2 展望36

参考文献 . 38

致 致  谢 . 39

附录 .查看完整请+Q:351916072获取 波纹管导波传播特性研究_51毕业设计网