换热设备广泛应用于冶金、电力、化工、航空等工业生产领域。随着换热设备运行,在管壁会逐渐形成污垢,污垢的存在将导致换热设备传热效率降低,增加能源消耗,同时也会给换热设备的安全带来影响。因此开展换热设备污垢的研究具有重要的意义。换热设备污垢研究的一个重要环节就是对污垢进行检测,目前传统的污垢检测方法存在一定的不足,如实现困难、无法在线测量等。而超声波检测以其无损、便于实现等优点而得到了人们的关注,本文针对超声波在污垢检测方面的应用开展研究,主要内容如下。针对换热管道污垢超声时域检测时,由于污垢成分复杂、表面凹凸不平,导致回波信号模态混叠严重,噪声干扰大的情形,提出一种基于改进变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的小波收缩阈值去噪方法,对污垢超声检测回波信号进行去噪处理。首先利用VMD方法分解回波信号,为了准确判断出噪声主导模态,进行精准去噪,计算各分量的自相关函数值并绘制相关特性曲线,结合各个分量的能量熵值,判断并识别出噪声分量,其次利用小波收缩阈值方法处理噪声主导模态,拾取其中有用信息,最后重构得到降噪后信号。本文利用仿真软件生成不同管材、不同信噪比及不同污垢厚度的换热管污垢超声检测回波波型,分别使用小波阈值降噪、CEEMD、VMD及本文改进方法对仿真信号进行降噪处理,将以上仿真实验的降噪效果进行对比分析,仿真结果均表明本文方法有较好的去噪效果,能有效避免模态混叠现象,验证了本文方法的有效性。此外,基于换热污垢动态模拟试验台进行实验,得到换热污垢超声检测实验信号,再次利用上述四种降噪方法对实验信号进行降噪测试应用与分析,实验结果与仿真结果相符合,本文方法的降噪效果均优于小波全局阈值、完备总体经验模态分解以及传统VMD方法。本文通过对降噪方法的改进,并利用仿真实验和实际实验对本文方法进行验证,达到了理想的信号降噪效果,验证了本文方法的实用性与优越性。