基于编码压缩的纤维缠绕气瓶贴附式电磁超声检测方法研究

作者：孟凌霄; 石文泽; 卢超; 黄良; 凌建

来源：仪器仪表学报, 2023, 44(08): 82-99.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.2311264

• 纤维缠绕气瓶
• EMAT
• SH波
• 脉冲压缩
• 优化设计

针对电磁超声换能器(EMAT)在纤维缠绕储氢气瓶在线监测中回波信噪比低、洛伦兹力机制失效等问题，提出了基于编码压缩的贴附式电磁超声水平剪切(SH)导波检测方法，通过有限元建模分析了Barker编码序列位数和码元载波周期、chirp信号脉宽和带宽、组合Barker码的组合方式对脉冲压缩信号的信噪比和分辨率的影响，并进行了实验验证，最后开展了纤维缠绕储氢气瓶中长20 mm、宽0.5 mm、深2 mm裂纹检测实验。结果表明，采用金属贴膜方式能有效解决EMAT在非金属材料中难以检测的难题；增加Barker码的序列位数和载波周期、增大chirp脉宽以及减小chirp带宽、增加组合Barker码的序列长度均可以提高脉压信号信噪比；经优化设计后，相较于传统Tone-burst激励方式，脉冲压缩技术可以将缺陷波信噪比至少提高20.4 dB,在不同编码算法中，chirp信号激励下的信噪比最高，达到了23.9 dB,采用3×13位组合Barker码时，脉压信号的主瓣宽度为28.8μs,分辨率最高，但信噪比较低。

• 单位
  中国特种设备检测研究院; 中材科技（成都）有限公司; 南昌航空大学