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龙图腾网获悉沈阳理工大学申请的专利一种基于超声波衰减的铜管晶粒度检测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116297041B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211089286.6，技术领域涉及：G01N15/02；该发明授权一种基于超声波衰减的铜管晶粒度检测方法是由刘劲松;路明;梁海成;蔡玲;胡凯设计研发完成，并于2022-09-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于超声波衰减的铜管晶粒度检测方法在说明书摘要公布了：一种基于超声波衰减的铜管晶粒度检测方法，建立检测模型，模型检测和数据采集，超声探头激发出频率为fmm的原始波，并采集原始波的时间序列信号；确定检测方案：确定模型中的参数、获取实验数据、对实验数据进行提取、计算幅值衰减系数、建立晶粒度尺寸与幅值衰减系数的函数关系、拟合求解晶粒度尺寸与幅值衰减系数的函数；获得晶粒度尺寸z与幅值衰减系数α的函数关系z＝fα，为本发明的优点：精确推导出了超声探测铜管的声压衰减系数与铜管的晶粒度的函数关系。采用差异多学习步长法，求解声压衰减系数与铜管晶粒度的函数关系，大大提高了求解的效率。采用了学习步长的实时调控策略，避免了随机选择学习步长时所造成的求解过程的发散情况。

本发明授权一种基于超声波衰减的铜管晶粒度检测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于超声波衰减的铜管晶粒度检测方法，其特征在于： 一、建立检测模型 基于超声波衰减的铜管晶粒度的检测模型，模型中，超声探头为水浸探头；超声探头的波源是圆盘波源，激发出属于纵波的脉冲超声波；圆盘波源的直径为Ds，圆盘波源的轴线穿过铜管的轴心O，与铜管的距离为l，圆盘波源与铜管之间为水介质；铜管的外径为D，内孔径为d，内孔中是空气介质；铜管相对于圆盘波源有一个直线速度，直线速度为v； 模型检测和数据采集的过程为： 一.发出圆盘波源的超声探头在A0点激发出频率为fm的原始波，该原始波属于纵波的脉冲超声波，并在A0点采集原始波的时间序列信号x0，x1，…，xI-1； 二.频率为fm的原始波从A0点出发，经过水介质到达水铜界面，经过水铜界面的反射波为第一次回波，不进行采集，经过水铜界面折射入铜介质，又经过铜空气界面的全反射回到铜介质，再经过铜水界面折射入水介质，经过水介质到达A0点，此为第二次回波；对第二次回波，在A0点接收回波信号，并采集回波信号的时间序列信号y0，y1，…，yI-1； 二、确定检测方案： 一.确定模型中的参数fm、l、Ds、D、d的数值 二.获取实验数据 选取J个已知晶粒度尺寸为zj，j＝1,2,3，…，J的铜管，需满足 zmax＞zmax_sj zminzmin_sj 式中，zmax＝maxz1，z2，…，zJ；zmin＝minz1，z2，…，zJ；zmax_sj、zmin_sj为在实际工程中，铜管可能会出现的晶粒尺寸的最大值、最小值；另外，需满足zj在区间[zmin，zmax]中均匀分布； 分别对J个铜管样本进行检测并数据采集，为原始波的时间序列信号；为第二次回波的时间序列信号； 三.对实验数据进行提取 对、进行傅里叶变换，提取频率成份为f＝2.5MHz的谐波的幅值，记为和 四.计算幅值衰减系数 由和计算出铜管的幅值衰减系数αj； 五.建立晶粒度尺寸与幅值衰减系数的函数关系 建立晶粒度尺寸z与幅值衰减系数α的函数关系z＝fα； 六.拟合求解晶粒度尺寸与幅值衰减系数的函数 利用实验获得的晶粒度尺寸zj和幅值衰减系数αj对z＝fα进行拟合求解； 三、获取实验数据 取铜管的样本个数J为J＝15；根据抽样定理，取抽样频率fs为fs＝50MHz，则抽样点数I为 四、对实验数据进行提取 五、计算幅值衰减系数 由和计算出幅值衰减系数αj，j＝1,2,3，…，J；J＝15，计算公式如下： 六、建立晶粒度尺寸与幅值衰减系数的函数关系 令A0点波源的频率为f的谐波的声压为P0，αw、αCu为水介质、铜介质的介质衰减系数；B1，B2，B3，B4为系数，B1＞0；B2＞0；B3＞0；B4＞0； 可得 则 因为 αCu＝C1f+C2Fzqfp 式中，C1、C2为待定常数；F为各向异性系数；q、p为指数； 可得 令 又 则 zq＝E1-E2α 式中，Z＞0；q∈-∞，+∞；α∈-∞，0；因为E2＞0，为了使E1-E2α＞0，所以须E1＞0； 令 则 其中，r1、r2和r3为待定的系数，并且z∈0，+∞；r1∈-∞，+∞；r2∈0，+∞；r3∈0，+∞； 七、拟合求解晶粒度尺寸与幅值衰减系数的函数 一.建立残差函数 式中的待定系数r1、r2和r3可以通过对u＝r1lnr2-r3α式的拟合来获得； 令残差函数E为 则 求出残差函数为最小值时的r1、r2和r3的值，代入即可求得z＝fα； 二.对残差函数进行拟合求解r1、r2、r3 三.获得晶粒度尺寸与幅值衰减系数的函数 把拟合的结果代入为。

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