To perform a complete scan of a small diameter pipe is difficult for two reasons. First, the beam directivity of the Lamb wave within a small diameter pipe is worse than that within a large diameter pipe. Second, the circumferential range of the small diameter pipe is so limited that it can allow less transducer to be attached on its surface. That means the signals from various circumferential positions are difficult to obtain. This article reports a method that can scan damage within a small diameter pipe using a partially covered axially magnetized magnetostrictive patch transducer (AM-MPT) around the circumference of a pipe based on the analysis of the beam directivity of the MHz Lamb wave. The partially covered AM-MPT was moved around the circumference of a pipe for subsequent measurements to get signals from various circumferential positions. To trigger strong enough MHz Lamb wave, the circumferential coverage of the partially covered AM-MPT was not less than half of the circumference of the pipe, and the greater length-to-width ratio of the magnetostrictive patch was used. The analytical model of beam directivity of the Lamb wave was used to study the Lamb wave propagation in the rolled plate. Then the analytical model was modulated to evaluate the damage scan within a small diameter pipe. The experimental results supported the analytical model through different circumferential coverages of the transducer, and different sizes and axial positions of the damage. The proposed method was proven to have the potential to be applied to damage scans within a small diameter pipe.

中文翻译：

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基于MHz Lamb波的波束方向性分析，部分覆盖的AM-MPT的表征及其在小直径管道损伤扫描中的应用

由于两个原因，很难对小直径的管道进行完整的扫描。首先，小直径管道内的兰姆波的光束指向性比大直径管道内的更弱。其次，小直径管的圆周范围受到限制，以至于可以允许更少的换能器附着在其表面上。这意味着难以获得来自各种圆周位置的信号。本文报告了一种方法，该方法可以基于对MHz Lamb波的波束方向性进行分析，使用围绕管道圆周的部分覆盖的轴向磁化磁致伸缩贴片换能器（AM-MPT）来扫描小直径管道内的损坏。将部分覆盖的AM-MPT绕管的圆周移动以进行后续测量，以从各个圆周位置获取信号。为了触发足够强的MHz兰姆波，部分覆盖的AM-MPT的周向覆盖面积不得小于管道周长的一半，并且使用了更大的磁致伸缩贴片长宽比。用兰姆波的光束指向性分析模型研究兰姆波在轧制板中的传播。然后，调整分析模型以评估小直径管道内的损伤扫描。实验结果通过换能器的不同周向覆盖范围以及损坏的不同大小和轴向位置来支持分析模型。实践证明，所提出的方法有可能应用于小直径管道内的损伤扫描。部分覆盖的AM-MPT的周向覆盖面积不少于管道的一半，并且使用了更大的磁致伸缩贴片长宽比。用兰姆波的光束指向性分析模型研究兰姆波在轧制板中的传播。然后，调整分析模型以评估小直径管道内的损伤扫描。实验结果通过换能器的不同周向覆盖范围以及损坏的不同大小和轴向位置来支持分析模型。实践证明，所提出的方法有可能应用于小直径管道内的损伤扫描。部分覆盖的AM-MPT的周向覆盖面积不小于管道周长的一半，并且使用了更大的磁致伸缩贴片长宽比。用兰姆波的光束指向性分析模型研究兰姆波在轧制板中的传播。然后，调整分析模型以评估小直径管道内的损伤扫描。实验结果通过换能器的不同周向覆盖范围以及损坏的不同大小和轴向位置来支持分析模型。实践证明，所提出的方法有可能应用于小直径管道内的损伤扫描。用兰姆波的光束指向性分析模型研究兰姆波在轧制板中的传播。然后，调整分析模型以评估小直径管道内的损伤扫描。实验结果通过换能器的不同周向覆盖范围以及损坏的不同大小和轴向位置来支持分析模型。实践证明，所提出的方法有可能应用于小直径管道内的损伤扫描。用兰姆波的光束指向性分析模型研究兰姆波在轧制板中的传播。然后，调整分析模型以评估小直径管道内的损伤扫描。实验结果通过换能器的不同周向覆盖范围以及损坏的不同大小和轴向位置来支持分析模型。实践证明，所提出的方法有可能应用于小直径管道内的损伤扫描。以及不同大小和轴向位置的损坏。实践证明，所提出的方法有可能应用于小直径管道内的损伤扫描。以及不同大小和轴向位置的损坏。实践证明，所提出的方法有可能应用于小直径管道内的损伤扫描。