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管道内结垢的检测和去除对于诸如石化、制药、食品和给排水等需要管道输送流体的行业意义重大。结垢的存在使得企业的生产效率大幅下降,产品质量不能得到保证,并且可能会因管道堵塞而引发安全事故。采用超声导波技术对管道内结垢进行检测和去除,主要是利用了超声导波在管壁中传播距离较长而衰减相对较小的优势。对比传统的管道内结垢检测和去除方法,其优点如下:首先,超声导波在管道中沿管壁传播,相较其他传播途径,其衰减很小,传播距离可达到几十米乃至上百米。用于检测结垢层时,可检测到几十米范围内的结垢信息。因此,超声导波技术在管道检测中的应用避免了人们逐点测量管道厚度以检测结垢层,极大地缩减了人力成本,提高了工作效率。其次,超声导波可在充液和带包覆层的管道中传播,这个特性能在不停产、不对管道及相关设备做改动的情况下即对其进行结垢检测和去除作业,除垢费用大大降低。本文对基于超声导波的管道结垢检测及去除技术进行了初步研究,结合超声导波对管道内结垢检测及结垢去除的原理,对反射信号进行分析,得出以下结论:1、超声导波在结垢层前端、结垢层后端以及管道尾端均会发生反射。2、结垢层前端的超声导波反射信号可对管道内结垢进行定位。3、结垢层前后端的超声导波反射信号可用于估计结垢区域的长度。4、结垢层前后端的超声导波反射信号强度与结垢层的厚度存在一定关系。通过ABAQUS有限元软件建立了基于超声导波的管道内结垢检测的仿真模型。依据该模型,利用GUIGUW频散曲线绘制软件绘制了超声导波频散曲线,通过分析得出入射超声导波信号的最佳频率和导波模态。利用上述分析结果对有结垢层的管道模型进行超声导波检测的有限元仿真且对仿真结果进行分析,证明了超声导波检测管道内结垢技术的有效性。最后依据仿真模型搭建了实验系统,设计了实验管道、超声换能器、超声导波激励接收隔离电路以及虚拟信号发生器,利用所搭建的实验系统进行了实验,进一步证明了利用超声导波检测管道内结垢的可行性。