石油储罐底板是老化资产,常存在因腐蚀等导致的众多缺陷,对其进行定期检查对于避免液体泄漏到周围环境进而导致灾难性事件和环境危害,具有重要意义。多年来,以电磁技术、射线照相技术、传统超声技术等为代表的传统无损检测技术被广泛用于检查石油储罐的健康状况,但由于在进行检查之前,储罐必须被清空、清洁,因此,该类技术的发展应用均十分受限。作为评估结构退化的非侵入性且经济上可行的手段,应用导波来评估地上石油储罐底板的结构健康状况是一项新兴技术。但由于导波本身的衰减特性,以及焊缝导致的Lamb波的多次反射、透射,使得传播到底板内部的信号能量过小,易被淹没在噪声中。因此,本论文从导波激励、信号分析和系统构建三个方面开展工作,具体研究内容如下:1.基于“L”型焊接板结构模型的导波组合激励研究研究采用储罐底板和壁板空间多点组合激励增强源信号能量的方法,使接收信号能量更高以增加导波传播距离和检测有效性。将储罐结构中的不同空间位置,包括底板边缘侧面、底板边缘上部、壁板,作为激励点,分析在不同位置进行单独激励时底板接收波形模态以及能量特性;基于最大限度提高传播到底板内部导波的能量的目的,从激励信号的频率、相位等特性出发,研究了在不同空间位置组合下激发出的Lamb波模态、能量等特性。结果表明,选择在底板边缘上部和壁板的激励点同时施加信号以形成组合激励,与在其中一点单独激励相比,各接收点所得波形的幅值提高了64%~100%,提出的组合激励方式可用于基于导波评估石油储罐底板的结构健康状况。2.储罐底板中基于时间信息提取的损伤检测技术使用组合激励方式,沿底板边缘伸展方向不断移动激励点和接收点,形成对整个底板的扫描。利用前期的带通滤波信号处理技术和Hilbert变换,通过基准信号与检测信号相对比,提取出其中缺陷散射信号的时间信息,从而根据基于信号到达时间差TDoA的双曲线定位算法预测缺陷中心位置。实验结果表明,使用上述方法可较为准确的识别出缺陷中心位置。3.导波激励信号发生器系统研发根据设备在现场的具体工作方式,按照便携化、参数可控等要求,以STM32F103作为主控单元,利用相应的DDS信号发生和通讯模块,结合功率放大电路,研制了能够在野外长期服役的激励信号发生器系统。利用C#可视化特点和MATLAB信号处理的强大功能,使用两者混合编程,以实现USB通讯、波形参数控制等功能。最后进行实验测试,表明系统对在PC端设置的任意波形,含Hanning窗调制的正弦脉冲,能够正确输出放大后的Lamb波激励信号,具有较高的可靠性和可用性。