用于激励超声导波的激励信号源的设计方法
在应用于管道缺陷检测的众多无损检测技术当中，超声导波检测技术与常
规无损检测方法相比，具有检测距离长，检测速度快等突出优点。超声导波在
管道中传播时存在多模态与频散特性，若超声导波所用的激励源仍采用常规超
声检测时宽带激励的方法，则在管道中所激发出的超声导波，将会发生频散，
即不同频率的超声导波其群速度也不一样，这样会使管道中接收到的超声导波
回波信号的幅值微弱，不利于缺陷检测的分析与处理，频散严重时可能无法得
到缺陷回波信号。通过分析频散曲线可知，在某一频率范围内，某一模态的导
波几乎不发生频散，纵向轴对称导波模态L(O，2)就是其中的一种，L(0，2)模
态在一定的频率范围(40～500 kHz)内其传播速度几乎保持不变，且传播速度最
快。若采用相应频段内的窄带脉冲作为激励信号，则可激励出L(O，2)模态占
主导的超声导波，这样可最大限度地避免超声导波的频散现象带来的不利影响。
利用高速单片机，数模转换器等设计了专门用于激励超声导波的窄带激励信号
源，该信号源可实现汉宁 (Hanning)窗的宽度可调，单音频信号频率可调的功
能，提供了一种用于激励超声导波的激励信号源的设计方法。
1 系统总体结构
在进行超声导波管道检测时，一般选用汉宁窗调制单音频的窄带信号脉
冲作为激励信号源，即选的激励函数为

其中，f为单音频信号频率，n为汉宁窗调制的单音频的周期数。
根据超声导波在管道中的传播特性，对于不同材料及尺寸的管道，所需
的超声导波窄带激励信号的频率及周期数不尽相同。利用高速单片机与数模转
换器构成信号发生器，实现汉宁窗调制下的单音频信号的频率可调及汉宁窗宽