跃迁频率与积炭层厚度变化的关系

在纵向导波L（0，2）模态的群速度频散曲线中提取不同厚度积炭层下L（0，2）模态跃迁频率与积炭层厚度的对应数据点，进行曲线拟合则可以得到L（0，2）模态跃迁频率随积炭层厚度的变化曲线，如图3-16所示。

由图3-16可以看出，L（0，2）模态的跃迁频率随着积炭层厚度的增加整体单调递减，积炭层厚度与跃迁频率保持了一定的线性关系，但局部（如积炭层厚度为1.0～1.3mm时）积炭层厚度与跃迁频率呈现非单调变化的关系。此外跃迁频率较高，均保持在3MHz以上，制作带宽如此之大的传感器十分困难，因此跃迁频率也不适合用于检测管道-积炭层结构中积炭层的厚度。

从上述试验得到如下结论：

1）研究了不同积炭层厚度条件下L（0，2）模态在管道-积炭层双层结构中积炭层厚度与特定频率下的群速度、截止频率和跃迁频率之间的关系，分析了截止频率和跃迁频率与积炭层厚度不呈很好的单调性变化，同时跃迁频率的带宽太大，故不能将截止频率和跃迁频率作为检测积炭层厚度的特征参数。试验验证了群速度随积炭层厚度变化的单调递减特性，因此特定频率下的群速度变化可以作为管道-积炭层双层结构中积炭层厚度检测较为理想的特征参数。(www.xing528.com)

2）先采用检测频率f_H=1.122MHz时进行检测，即激励信号及斜入射式压电超声传感器的中心频率均等于f_H，由激励波形与接收波形的时间差Δt，以及波传播距离s，可以求得群速度。与不同积炭层厚度情况下的此模态的群速度曲线图对比，若得到的群速度对应的厚度小于临界厚度，说明此时积炭层厚度较薄，则所测厚度即为积炭层厚度；如果检测得到群速度在临界厚度内无对应值，则需换用低频斜入射式压电超声传感器，检测频率f_L=260kHz。按照以上方法重新进行检测，得到积炭层厚度。

图3-16 L（0，2）模态跃迁频率随积炭层厚度变化曲线