【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATG-2000系列功率信號源，搭建充水管道導波實驗系統(tǒng)。隨著工業(yè)化推進與能源需求增長，我國油氣管道建設已邁入高質量發(fā)展階段，但管道老化、腐蝕及外部干擾等問題導致泄漏事故頻發(fā)，安全風險突出，因此定期檢測與維護對保障管道安全至關重要。管道內檢測是識別管道缺陷的關鍵手段，但傳統(tǒng)內檢測器易卡堵、應用場景受限，同時示蹤定位技術對輔助缺陷定位、應對極端工況意義重大，若無法精準掌握內檢測器位置與到站時間，還可能引發(fā)設備丟失等次生問題。

實驗名稱：管道超聲導波示蹤定位方法驗證實驗

實驗原理：本研究基于聲-固耦合導波理論，針對充液管道環(huán)境，采用超聲導波作為定位信號載體；管道內檢測器發(fā)射的超聲脈沖與管壁彈性波、管內流體聲波發(fā)生耦合效應，形成具有頻散特性與多模態(tài)分布的導波，沿管道管壁進行長距離傳播，導波的相速度與群速度由管道材質、壁厚及激勵頻率決定，通過捕捉導波首波信號的傳播時間與速度特征，為后續(xù)實現(xiàn)高精度距離解算與位置定位奠定物理基礎。

實驗框圖：

實驗實拍圖：

實驗過程：首先搭建DN200充水管道實驗臺，構建包含激勵發(fā)射端、接收傳感器陣列及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的測試平臺；采用水聲換能器模擬球形內檢測器的發(fā)聲源，在20–80kHz頻率范圍內向充水管道發(fā)射超聲激勵信號，測試不同激勵頻率下導波的傳播能量與衰減特性；實驗中固定接收點位置并改變發(fā)射器距離，利用高速采集設備記錄管道外壁傳感器接收到的時域信號，并結合導波速度參數(shù)計算發(fā)射器與監(jiān)測點的實際距離；最后對比理論計算值與實測距離數(shù)據(jù)，驗證該超聲導波定位方法在充液管道環(huán)境中的傳播穩(wěn)定性與定位精度，為實際工程應用提供數(shù)據(jù)支撐。

應用方向：管道內檢測、球形內檢測器、超聲導波、主動聲學定位、油氣管道、泄漏檢測、管道健康監(jiān)測、示蹤定位、充液管道、無損檢測

應用場景：球形內檢測器、管道內檢測器、聲學定位、超聲導波定位、主動聲學示蹤、管道機器人定位、充液管道導波、TOA定位、管道檢測跟蹤

安泰放大器在此應用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：

1.寬頻帶覆蓋——精準復現(xiàn)掃頻激勵，保障導波頻散特性測試的真實性

2.高電壓輸出——克服充水管道強衰減，保障長距離導波傳播與定位精度

3.內置信號源與放大器一體化設計——簡化系統(tǒng)鏈路，保障多距離測試實驗

【推薦產(chǎn)品】：ATA-2000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。