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基于螺旋超材料的定向声传感装置的设计

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第8期57卷 877-889页

作者：李想李健李昱霖赵云峰郑健峰黄新敬天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 国家管网集团北方管道有限责任公司廊坊065000

传统定向声传感装置往往依赖于内部电路设计或多传感器复杂算法的方式压制特定方向的环境噪声以提高信号信噪比,其具有较大的体积,并且很难改变指向特性,影响了在实际场景中的使用效果与普适性.基于螺旋超材料设计了一种可重配置的声学... 详细信息

传统定向声传感装置往往依赖于内部电路设计或多传感器复杂算法的方式压制特定方向的环境噪声以提高信号信噪比,其具有较大的体积,并且很难改变指向特性,影响了在实际场景中的使用效果与普适性.基于螺旋超材料设计了一种可重配置的声学传感装置,通过超单元的精巧设计与超结构的应用赋予了单麦克风声学系统良好的定向传感和频率筛选特性.该装置采用单叶片螺旋超单元实现独特频率和方向响应特性.根据声路与等效介质转换理论,螺旋超材料具有周期性峰谷变化的频响特性.通过对螺距的调整,在基频和倍频频段内设计出具有特定频率特性的超单元,可控波长可达到自身长度的15倍.通过有限元仿真以及四传感器透射系数测量系统对超单元的频率透射特性进行了研究和测试,实验结果证明了其峰值频率响应与理论模型相一致.进一步,依据尺寸模型和多模型敏感角度分析,提出了一套超结构的设计方案与实现方法,并且具体制造了一种八角柱形超结构.分析了其中心测点处的声压变化与内外声压场,结果表明:在结构插槽内放入不同峰值频率的超单元,将改变整个超结构的敏感频率;重新排布超单元的排布顺序,将实现超结构指向性的重构.采用自动旋转实验平台对超结构的指向性进行验证,实验结果证明了超结构的定向传感性与仿真结果相一致,并能够通过单元分布的简单重配置实现不同的定向声传感装置.本文提出的设计方法为构建高信噪比的可调定向声采集设备提供了新的可借鉴思路.

关键词：声学指向性声学传感超材料超结构

基于共面电容测量的PE材料老化程度测量方法研究

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传感技术学报 2024年第10期37卷 1709-1716页

作者：文近来李强李学楠代志双刘军薛欣悦韩宗凯殷晓康中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459 中海油(天津)管道工程技术有限公司天津300452 中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580

海洋复合软管在海洋油气输送过程中起着至关重要的作用。管内服役环境中热源及液态介质浸润会导致内衬层材料老化降解。由于材料老化与其介电常数的变化相关,共面电容传感器可原位测量电容以反映材料的老化程度。介绍了共面电容传感器... 详细信息

海洋复合软管在海洋油气输送过程中起着至关重要的作用。管内服役环境中热源及液态介质浸润会导致内衬层材料老化降解。由于材料老化与其介电常数的变化相关,共面电容传感器可原位测量电容以反映材料的老化程度。介绍了共面电容传感器测量原理和有限元仿真分析,研究了交联聚乙烯(XLPE)和耐温聚乙烯(PERT)两种PE材料在热老化过程中的介电性能变化。对于老化与未老化样品,在1 kHz~1 MHz的频率范围内测量并联电容值C_(p),研究了老化温度、老化环境及老化时间对材料介电性能的影响。研究结果表明,PE材料的C_(p)随着老化温度的升高而略微增加,每10℃变化约0.005 pF;相较于水浸润环境下,柴油浸润环境加速老化对PE材料介电性能影响更大;加速老化时间越长,PE材料的C_(p)越大;相同老化条件下,XLPE的C_(p)变化量比PERT小,PERT对老化条件变化更敏感。实验结果证明了所提出的PE材料老化程度测量方法的可行性。

关键词：叉指电容聚乙烯材料加速热老化介电常数

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基于复合骨干网络的漏磁小缺陷信号检测方法

电子测量与仪器学报 2024年

作者：唐建华张鑫刘金海刘海超卢进中海油(天津)管道工程技术有限公司东北大学信息科学与工程学院天津市海底管道重点实验室海油发展海底管道安全服役保障技术重点实验室

漏磁内检测是管道内检测的核心技术，对保障管道的安全运输至关重要。管道长期处于地下或深海，复杂的环境导致管道表面存在许多小缺陷。由于小缺陷可利用信息有限，传统的深度学习缺陷检测方法识别小缺陷难以获得满意的检测结果。提出... 详细信息

漏磁内检测是管道内检测的核心技术，对保障管道的安全运输至关重要。管道长期处于地下或深海，复杂的环境导致管道表面存在许多小缺陷。由于小缺陷可利用信息有限，传统的深度学习缺陷检测方法识别小缺陷难以获得满意的检测结果。提出了一种基于复合骨干网络的漏磁小缺陷信号检测方法。首先，提出了一种名为背景压缩的数据增强方法，以压缩背景信号进而增强小缺陷关键特征。其次，设计一种自适应的正负样本分配策略，以改善小缺陷在区域候选网络中正负样本分配不均匀的问题。最后，提出了一种小缺陷多分支高分辨率特征提取网络，利用多分支复合结构获得高分辨率特征进行特征融合，以提高网络对小缺陷纹理信息的利用率。以试验场管道数据对所提方法进行验证，实验结果表明，设计的方法是有效的，检测精度达90.3%，与最好结果相比，mAP提升8.4%。

关键词：漏磁内检测深度学习缺陷检测正负样本特征融合

超声速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层对TC11钛合金耐磨性和耐蚀性的影响

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腐蚀与防护 2024年第6期45卷 68-74页

作者：张玉霖杨阳卢涛杨中娜崔丽颖王添逸徐志刚中海油田服务股份有限公司廊坊065201 中海油(天津)管道工程技术有限公司天津300452

采用超声速火焰喷涂(HVOF)工艺,在随钻仪器零件常用材料TC11钛合金表面制备金属陶瓷涂层WC-10Co4Cr,利用冲击试验机测量喷涂前后钛合金的冲击韧性,使用磨粒磨损试验机测定涂层的耐磨性,采用电化学测试分析涂层的耐蚀性。结果表明:HVOF... 详细信息

采用超声速火焰喷涂(HVOF)工艺,在随钻仪器零件常用材料TC11钛合金表面制备金属陶瓷涂层WC-10Co4Cr,利用冲击试验机测量喷涂前后钛合金的冲击韧性,使用磨粒磨损试验机测定涂层的耐磨性,采用电化学测试分析涂层的耐蚀性。结果表明:HVOF工艺对TC11钛合金的组织和性能影响较小,与未喷涂的钛合金相比,界面处基体的显微组织和显微硬度没有明显变化,冲击韧性稍有提高;HVOF工艺稳定可靠,涂层呈片层结构,致密度高,涂层的孔隙率为2.55%,硬度达到1400 HV,涂层主要由WC和W2C相组成,其与基体结合良好,为机械结合;金属陶瓷涂层能够显著改善钛合金的耐磨性和耐蚀性,喷涂涂层钛合金的磨损量是未喷涂钛合金的1.56%,喷涂涂层钛合金的磨损机制是磨粒磨损,未喷涂涂层钛合金磨损机制是磨粒磨损+黏着磨损。

关键词： TC11钛合金随钻仪器零件超声速火焰喷涂(HVOF) WC-10Co4Cr涂层组织与性能磨损

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天然气管道安全运行危害因素及防范措施探讨

中国科技期刊数据库工业A 2024年第2期 0051-0054页

作者：翟增志甄同贺夏子杰国家管网集团北京管道有限公司天津输油气分公司天津301700

天然气管道安全运行关乎国计民生,但其在运营过程中面临诸多危害因素。本文旨在通过对天然气管道安全运行危害因素进行深入分析,提出一系列行之有效的防范措施。通过查阅相关文献和资料,对天然气管道安全运行的国内外研究现状进行回顾... 详细信息

天然气管道安全运行关乎国计民生,但其在运营过程中面临诸多危害因素。本文旨在通过对天然气管道安全运行危害因素进行深入分析,提出一系列行之有效的防范措施。通过查阅相关文献和资料,对天然气管道安全运行的国内外研究现状进行回顾。对天然气管道安全运行危害因素进行分类和归纳,主要包括管道本体缺陷、周边环境影响、人为因素、自然灾害等。在危害因素分析的基础上,有针对性地提出防范措施。对全文进行总结,提出天然气管道安全运行的发展趋势和研究方向。

关键词：天然气管道安全运行危害因素防范措施

S32750双相不锈钢仪表管接头早期疲劳开裂原因

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理化检验（物理分册） 2024年第6期60卷 28-33页

作者：杨中娜孙玉江徐志刚李希明中海油(天津)管道工程技术有限公司天津300450

某海上平台S32750双相不锈钢仪表管直通接头发生开裂现象,采用宏观观察、断口分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对仪表管接头的开裂原因进行分析。结果表明:由于接头表面存在损伤缺陷,且材料脆性较大,... 详细信息

某海上平台S32750双相不锈钢仪表管直通接头发生开裂现象,采用宏观观察、断口分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对仪表管接头的开裂原因进行分析。结果表明:由于接头表面存在损伤缺陷,且材料脆性较大,在交变载荷的作用下,裂纹在表面萌生并扩展,导致接头发生早期疲劳开裂现象。

关键词：仪表管接头开裂热处理裂纹萌生显微组织析出相

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天然气长输管道应急管理研究

中国科技期刊数据库工业A 2024年第1期 0133-0136页

作者：张智鹏国家管网集团北京管道有限公司天津输油气分公司天津301700

天然气长输管道是现代社会能源供应的重要组成部分,具有重要的经济和战略地位。然而,由于管道长度长、环境复杂以及不可预测的自然因素等原因,天然气长输管道的安全问题成为制约其发展的重要挑战。需要加强天然气长输管道的应急管理能力... 详细信息

天然气长输管道是现代社会能源供应的重要组成部分,具有重要的经济和战略地位。然而,由于管道长度长、环境复杂以及不可预测的自然因素等原因,天然气长输管道的安全问题成为制约其发展的重要挑战。需要加强天然气长输管道的应急管理能力,以及时应对突发情况,并降低事故影响的范围和程度。通过研究应急管理策略、技术和措施,能够有效应对各种可能的安全风险和灾害,保障管道运行的安全和可靠性。。

关键词：天然气长输管道应急管理路径探索

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供水计量中流量远程监测系统的应用研究

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第8期 0122-0125页

作者：陈思佳天津市赛达管道工程有限公司天津300385

为保证供水的稳定性,促使供水计量更加规范,将流量远程监测系统应用到供水计量中,构建科学、高效的计量管理体系,避免出现水资源消耗。对此,本文首先介绍流量远程监测系统定义以及特点,并且明确流量远程监测系统在供水计量中的作用,其... 详细信息

为保证供水的稳定性,促使供水计量更加规范,将流量远程监测系统应用到供水计量中,构建科学、高效的计量管理体系,避免出现水资源消耗。对此,本文首先介绍流量远程监测系统定义以及特点,并且明确流量远程监测系统在供水计量中的作用,其次阐述流量远程监测系统在供水计量中的具体应用,最后分析流量远程监测系统应用可行性,目的就是通过利用流量远程监测系统,实时了解供水情况,做好计量工作,促使供水计量工作更加规范,加强对水资源的合理使用,避免产生资源消耗,也希望给相关研究工作,提供一定参考。

关键词：流量远程监测系统供水计量供水管网

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油气管道电磁涡流内检测技术应用研究

石化技术 2024年第5期31卷 207-209页

作者：朱亚凯中石化管道技术服务有限公司天津300000

随着我国管道建设的不断发展以及各种管道运行年限的增加,管道腐蚀等造成的事故呈上升趋势,尤其是对不具备漏磁检测条件的管道,采取涡流检测技术,提前发现存在缺陷隐患并采取一定的预防措施,为管道安全运行提供技术支撑。本文论述了油... 详细信息

随着我国管道建设的不断发展以及各种管道运行年限的增加,管道腐蚀等造成的事故呈上升趋势,尤其是对不具备漏磁检测条件的管道,采取涡流检测技术,提前发现存在缺陷隐患并采取一定的预防措施,为管道安全运行提供技术支撑。本文论述了油气管道涡流电磁检测技术研究,总结了涡流内检测技术的特点,结合该技术在煤层气管道中的实际检测应用,为油气管道的智能内检测提供借鉴。

关键词：油气管道电磁涡流智能内检测缺陷隐患