磁致伸缩导波技术在工业管道腐蚀检测中的应用 被引量：12

1

作者 宋高峰 王志亮 张涛 《化工设备与管道》 CAS 2010年第5期71-74,共4页

介绍了磁致伸缩导波检测管道腐蚀缺陷的原理,并采用MsSR3030R导波检测系统对钢质常温压缩空气管道和高温水蒸汽管道(工作温度198℃)进行了现场在线检测。结果表明,该技术可以发现管道发生的腐蚀缺陷,并较为准确地确定其长度方向上的位置... 介绍了磁致伸缩导波检测管道腐蚀缺陷的原理,并采用MsSR3030R导波检测系统对钢质常温压缩空气管道和高温水蒸汽管道(工作温度198℃)进行了现场在线检测。结果表明,该技术可以发现管道发生的腐蚀缺陷,并较为准确地确定其长度方向上的位置,但不能确定缺陷的性质,需要通过其他检测手段进行确认。同时,该技术现场检测的有效长度受到焊缝、支架、弯管等因素的影响较大。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波检测 管道 在线检测 腐蚀

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非线性自适应滤波在磁致伸缩导波传感器信号处理中的应用 被引量：5

2

作者 王飞 吕福在 +2 位作者 项贻强 唐志峰 竺冉 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1594-1598,共5页

针对传统滤波算法对磁致伸缩导波传感器信号滤波,存在降噪效果不理想、滤波后信号失真等问题,提出一种基于小波分解的非线性自适应滤波算法。在利用小波分解提取参考噪声的基础上,将神经网络和粒子群优化算法引入传统自适应滤波中,实现... 针对传统滤波算法对磁致伸缩导波传感器信号滤波,存在降噪效果不理想、滤波后信号失真等问题,提出一种基于小波分解的非线性自适应滤波算法。在利用小波分解提取参考噪声的基础上,将神经网络和粒子群优化算法引入传统自适应滤波中,实现了对信号的非线性自适应滤波。以纵向导波磁致伸缩传感器对钢杆的检测信号为例,应用该算法进行滤波处理,结果表明:这种算法能够有效滤除检测信号中的噪声,具有滤波后信号信噪比高、信号不失真、容易实现实时处理等优点,可以实际应用在磁致伸缩导波传感器信号处理中。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波传感器 非线性自适应滤波 神经网络 粒子群优化 小波分解

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磁致伸缩导波传感器弱小信号接收方法研究 被引量：3

3

作者 陈乐 王悦民 +2 位作者 耿海泉 叶伟 邓文力 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第5期95-98,共4页

针对磁致伸缩导波检测信号相对较弱,信噪比较低的问题,研究了磁致伸缩导波弱小信号的接收方法。首先确定了双接收线圈差分放大的技术方案,然后研究了接收电路谐振匹配方法和谐振电路的选频特性,最后进行了实验验证。结果表明,双线圈接... 针对磁致伸缩导波检测信号相对较弱,信噪比较低的问题,研究了磁致伸缩导波弱小信号的接收方法。首先确定了双接收线圈差分放大的技术方案,然后研究了接收电路谐振匹配方法和谐振电路的选频特性,最后进行了实验验证。结果表明,双线圈接收并经谐振匹配后的电路接收信号幅值和信噪比有了明显提高,增加电路电感量再进行谐振匹配效果更为明显。该研究结果可为提高磁致伸缩导波仪器检测性能提供一种有效思路。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 传感器 弱小信号 信噪比 谐振匹配 差分放大电路

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磁致伸缩导波管道条带传感器性能影响因素分析 被引量：3

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作者 耿海泉 邹刚 +1 位作者 王悦民 朱龙翔 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第12期156-162,共7页

该文利用实验方法研究磁致伸缩条带传感器结构、偏置磁场和激励电流对传感器性能的影响。研究结果表明:传感器结构对导波模态控制具有重要作用,采用周向或轴向粘贴铁钴条带及纵向预磁化的方式可激发纵向导波;采用周向粘贴方式,永磁铁周... 该文利用实验方法研究磁致伸缩条带传感器结构、偏置磁场和激励电流对传感器性能的影响。研究结果表明:传感器结构对导波模态控制具有重要作用,采用周向或轴向粘贴铁钴条带及纵向预磁化的方式可激发纵向导波;采用周向粘贴方式,永磁铁周向磁化,可激发扭转导波,但永磁铁位于不同周向位置时的激励效果不同,当永磁铁位于条带开口时激励出的扭转波相对更为纯净;随着偏置磁场的增大,导波幅值呈现出先增大后减小的趋势,各频率导波幅值有极大值;激励电流大小影响扭转波幅值和模态的纯净性,随着激励电流的增大,扭转波幅值呈现先近似线性增大,后趋于不变或减小的趋势;当激励电流较大时,检测信号出现较大幅值的纵波;减小激励电流可减小纵波幅值,但难以消除。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 条带传感器 偏置磁场 激励电流

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高压管汇磁致伸缩导波缺陷检测模拟研究 被引量：1

5

作者 王彦然 樊建春 +1 位作者 杨思齐 李盼盼 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期18-23,共6页

针对高压管汇导波缺陷检测问题,基于磁致伸缩效应,借助COMSOL有限元仿真软件,建立高压管汇直管段的导波缺陷检测模型,探究导波的激励条件及缺陷检测效果,分析不同参数对缺陷附近磁感应强度分布的影响。研究结果表明:在频率为10 kHz的正... 针对高压管汇导波缺陷检测问题,基于磁致伸缩效应,借助COMSOL有限元仿真软件,建立高压管汇直管段的导波缺陷检测模型,探究导波的激励条件及缺陷检测效果,分析不同参数对缺陷附近磁感应强度分布的影响。研究结果表明:在频率为10 kHz的正弦电流信号激励下,可产生沿管道轴向传播的T(0,1)模态导波,并能辨别缺陷处的回波信号。改变缺陷的尺寸参数时,缺陷附近的磁感应强度随着缺陷深度增加呈增大趋势,随轴向宽度增加呈减小趋势,不同形状的缺陷对应的磁感应强度存在一定的差异;改变激励条件,磁感应强度均随激励电流、激励频率的增加呈不断增加趋势。 展开更多

关键词 高压管汇 磁致伸缩导波 缺陷检测 有限元仿真

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磁致伸缩导波技术在锚杆检测中的应用研究 被引量：6

6

作者 刘洋 项占琴 唐志峰 《机电工程》 CAS 2010年第6期43-46,共4页

为了创造安全的工作环境,基于铁磁性材料的磁致伸缩效应,提出了用磁致伸缩超声导波对锚杆进行检测。论述了检测原理,对导波在锚杆中的传播进行了理论建模,提出了非接触式导波激励和接收方法,研制了相关的实验装置,并对检测信号进行了处... 为了创造安全的工作环境,基于铁磁性材料的磁致伸缩效应,提出了用磁致伸缩超声导波对锚杆进行检测。论述了检测原理,对导波在锚杆中的传播进行了理论建模,提出了非接触式导波激励和接收方法,研制了相关的实验装置,并对检测信号进行了处理和分析。实验结果表明,磁致伸缩导波技术能够有效可靠地测定锚杆长度及缺陷。 展开更多

关键词 锚杆 磁致伸缩超生导波 无损检测

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基于Lyapunov指数的磁致伸缩导波信号缺陷识别

7

作者 唐铭希 从明 +1 位作者 孙鹏飞 武新军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S01期173-178,共6页

针对传统滤波方法难以消除磁致伸缩导波检测信号中与缺陷信号频率相近噪声的问题,本文提出了一种基于Lyapunov指数的缺陷识别方法.该方法结合导波信号的特点,通过选择合适的嵌入维数和时间延迟,采用小数据量法得到最大Lyapunov指数实现... 针对传统滤波方法难以消除磁致伸缩导波检测信号中与缺陷信号频率相近噪声的问题,本文提出了一种基于Lyapunov指数的缺陷识别方法.该方法结合导波信号的特点,通过选择合适的嵌入维数和时间延迟,采用小数据量法得到最大Lyapunov指数实现缺陷识别.仿真信号处理结果表明在没有噪声的情况下,缺陷的产生将导致Lyapunov指数由负数变为正数,因此可以将其作为特征量,根据其正负判别是否在缺陷.实验信号的处理结果表明该方法在低信噪比情况下依然可以有效地判断出构件是否存在缺陷,为下一步缺陷定位、定量奠定了基础. 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 LYAPUNOV指数 混沌理论 无损检测

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磁致伸缩导波技术在纤维增强塑料锚杆中的应用

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作者 董永 刘怡明 +1 位作者 王明明 孙晓云 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第6期476-481,共6页

为了提高纤维增强塑料(FRP)锚杆的缺陷检测精度,将磁致伸缩检测技术应用于FRP锚杆检测,通过镍带与FRP锚杆耦合的方式激发并接收磁致伸缩导波信号;为了解决磁致伸缩导波信号信噪比低、特征不明显的问题,利用变分模态分解(VMD)算法将信号... 为了提高纤维增强塑料(FRP)锚杆的缺陷检测精度,将磁致伸缩检测技术应用于FRP锚杆检测,通过镍带与FRP锚杆耦合的方式激发并接收磁致伸缩导波信号;为了解决磁致伸缩导波信号信噪比低、特征不明显的问题,利用变分模态分解(VMD)算法将信号分解为多个模态信号,对各层多模态信号进行滤波后重构,再通过最小均方误差估计(MMSE)增强算法提高信号信噪比。结果表明:经变分模态分解-最小均方误差估计(VMD-MMSE)算法处理后,可提升FRP锚杆反射回波信号的信噪比和信号特征;磁致伸缩导波检测技术可应用于FRP锚杆质量检测,可对有周向缺陷的FRP锚杆长度、缺陷位置进行精确判断。 展开更多

关键词 纤维增强塑料锚杆 磁致伸缩导波 变分模态分解-最小均方误差估计 缺陷检测

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磁致伸缩超声导波管道检测小缺陷定量分析方法研究 被引量：2

9

作者 王悦民 陈昂 +2 位作者 汤槟晖 邱增城 许鉴鉴 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2022年第3期80-87,共8页

针对管道小缺陷尺寸定量分析问题,提出了一种基于改进匹配追踪算法的缺陷反射信号匹配分解方法。在分析缺陷信号反射特点的基础上,构建符合其特点的匹配原子,使用改进匹配追踪方法将缺陷反射信号分解为缺陷前端反射信号和后端反射信号,... 针对管道小缺陷尺寸定量分析问题,提出了一种基于改进匹配追踪算法的缺陷反射信号匹配分解方法。在分析缺陷信号反射特点的基础上,构建符合其特点的匹配原子,使用改进匹配追踪方法将缺陷反射信号分解为缺陷前端反射信号和后端反射信号,通过二者的时间间隔和导波传播速度计算缺陷轴向长度。同时,利用导波模式扩展技术计算方法分析缺陷的周向长度。结果表明:这两种方法能够有效计算小缺陷轴向和周向长度,计算误差较小,且对小缺陷定量分析计算更为准确。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 匹配追踪 模式扩展 反射信号分解

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周向局部加载型磁致伸缩传感器导波特性

10

作者 陈乐 王悦民 +2 位作者 耿海泉 叶伟 邓文力 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期86-90,共5页

针对应用于管道检测的磁致伸缩导波不能提供周向特征的缺点,首先分析了导波产生的机理;然后,基于简正模态展开法建立了周向局部加载型磁致伸缩传感器导波模型,得到了导波能量的周向特征分布特征;最后,用8通道传感器进行了实验验证。实... 针对应用于管道检测的磁致伸缩导波不能提供周向特征的缺点,首先分析了导波产生的机理;然后,基于简正模态展开法建立了周向局部加载型磁致伸缩传感器导波模型,得到了导波能量的周向特征分布特征;最后,用8通道传感器进行了实验验证。实验结果表明:91kHz时传感器激发出L(0,2)+F(1,3)的组合模态,在不同传播距离处,其圆周方向上的导波幅值与理论分布较为吻合。该研究结果可为管道缺陷的周向定位提供理论依据。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 周向局部加载 简正模态展开 周向特征分布

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管道超声导波检测用磁致伸缩涂层传感器研究 被引量：5

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作者 戚青丽 沈功田 +2 位作者 郑阳 黄松岭 潘晴川 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1609-1614,共6页

为克服磁致伸缩带材导波检测技术对耦合剂的依赖,又能满足对异形部件的检测需求,本文提出了一种磁致伸缩涂层导波检测的新方法。结合Fe-Ga磁致伸缩合金具有高的磁机械耦合系数,通过热喷涂技术制备Fe-Ga合金涂层,磁致伸缩为32×10^(-... 为克服磁致伸缩带材导波检测技术对耦合剂的依赖,又能满足对异形部件的检测需求,本文提出了一种磁致伸缩涂层导波检测的新方法。结合Fe-Ga磁致伸缩合金具有高的磁机械耦合系数,通过热喷涂技术制备Fe-Ga合金涂层,磁致伸缩为32×10^(-6) 。在1 m长预置人工缺陷的316L不锈钢管道一端喷涂Fe-Ga涂层,设计磁致伸缩涂层传感器的结构和参数,得到产生偏置磁场与通入直流电的关系为17.05I Oe。通过频散曲线确定管道纵向导波的激励频率为180 kHz,当偏置磁场为273 Oe时,得到缺陷处L(0,1)、L(0,2)和端面处L(0,2)的回波信号幅值分别为0.24 V、0.20 V和1.44 V,说明磁致伸缩涂层传感器不仅能检测出缺陷,还能有效克服带材传感器需要耦合剂和适用对象有限的问题,可应用于管道在线监测,具有重要应用前景。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 磁致伸缩涂层传感器 热喷涂 Fe-Ga磁致伸缩合金 不锈钢管道

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偏置磁场强度对交叉线圈式扭转导波换能器换能效率的影响

12

作者 刘志伟 徐江 陈广 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第10期139-144,共6页

交叉线圈式带状磁致伸缩扭转导波换能器偏置磁场强度直接影响换能器换能效率,为获得较佳的检测效果,需要研究偏置磁场强度对该换能器换能效率的影响。首先,从磁致伸缩效应出发,分析交叉线圈式带状磁致伸缩扭转导波换能器的工作原理。其... 交叉线圈式带状磁致伸缩扭转导波换能器偏置磁场强度直接影响换能器换能效率,为获得较佳的检测效果,需要研究偏置磁场强度对该换能器换能效率的影响。首先,从磁致伸缩效应出发,分析交叉线圈式带状磁致伸缩扭转导波换能器的工作原理。其次,在模态验证实验的基础上,分别对激励和接收换能器换能过程中偏置磁场的作用进行研究。实验结果表明随着偏置磁场强度的增大激励端和接收端换能器换能效率均先增大后减小。最后进行缺陷检测实验,当激励端和接收端均选择最佳换能区域时,对比模态验证实验,缺陷信号明显增大。该研究结果可为换能器的现场应用提供技术支持。 展开更多

关键词 交叉线圈 扭转模态 磁致伸缩导波换能器 偏置磁场强度 换能效率

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管道导波振动模态分析及缺陷周向定位研究 被引量：2

13

作者 陈乐 王悦民 +2 位作者 耿海泉 叶伟 邓文力 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期1268-1276,共9页

针对磁致伸缩导波无法确定管道缺陷周向位置的弊端,研究了一种利用阵列式磁致伸缩导波传感器对管道裂纹进行周向定位的方法。分析了非轴对称声源所激发导波的振动模态,计算了在特定轴向位置处导波的能量圆周分布,根据调制方法计算了能... 针对磁致伸缩导波无法确定管道缺陷周向位置的弊端,研究了一种利用阵列式磁致伸缩导波传感器对管道裂纹进行周向定位的方法。分析了非轴对称声源所激发导波的振动模态,计算了在特定轴向位置处导波的能量圆周分布,根据调制方法计算了能量聚焦于某一周向角度时阵列传感器各激励通道所需的调制值。通过对多通道接收信号进行相应的逆向调制并叠加合成,实现导波能量在某一角度上的虚拟聚焦。按不同聚焦角度进行逆向调制,可以实现圆周方向的扫查,从而确定缺陷的周向位置。仿真和实验结果表明:非轴对称缺陷反射的导波与非轴对称声源激励的导波在位移云图、波形图和能量的圆周分布方面具有很大的相似性;逆向调制方法可有效定位出缺陷在管道中的周向位置。 展开更多

关键词 模态分析 阵列传感器 磁致伸缩超声导波 能量调制 周向定位

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复杂圆钢结构中超声导波传播特性研究 被引量：1

14

作者 肖凯 焦敬品 马庆增 《广东电力》 2014年第5期28-33,共6页

变电站中的接地网通常由数千根圆钢(或扁钢)导体以焊接的形式相互搭接而成,并长期埋设在变电站多样的土壤环境中,只有定期对其健康状况进行检测才能保障电力系统的安全运行。因圆钢导体间搭接的结构方式复杂,使超声导波在接地网检测工... 变电站中的接地网通常由数千根圆钢(或扁钢)导体以焊接的形式相互搭接而成,并长期埋设在变电站多样的土壤环境中,只有定期对其健康状况进行检测才能保障电力系统的安全运行。因圆钢导体间搭接的结构方式复杂,使超声导波在接地网检测工程中的应用面临巨大挑战。为了进一步研究超声导波在接地网圆钢结构中的传播规律,分别对折弯和水平搭接两种复杂的圆钢结构进行仿真,分析出各主要参数对磁致伸缩超声导波传播特性的影响。最后通过检测实验对仿真分析结果进行验证,验证结果表明,导波在经过圆钢的不同搭接结构处时会发生不同程度的反射,出现相应的回波信息,这一传播特性为接地网超声导波的无损检测提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 圆钢结构 磁致伸缩超声导波 折弯结构 水平搭接 传播特性

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强噪背景下基于改进匹配追踪算法的桥梁缆索缺陷识别 被引量：1

15

作者 易小年 朱尧于 +1 位作者 林阳子 赵超 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第5期2067-2073,共7页

为降低噪声对磁致伸缩导波信号的干扰,实现强噪背景下的桥梁缆索缺陷识别,提出了一种基于改进匹配追踪算法的桥梁缆索缺陷识别方法。首先,采用构建非对称Gabor函数作为原子字典,将相邻残差比作为迭代终止条件,对强噪背景下的导波信号进... 为降低噪声对磁致伸缩导波信号的干扰,实现强噪背景下的桥梁缆索缺陷识别,提出了一种基于改进匹配追踪算法的桥梁缆索缺陷识别方法。首先,采用构建非对称Gabor函数作为原子字典,将相邻残差比作为迭代终止条件,对强噪背景下的导波信号进行匹配追踪。然后,通过缺陷回波包络峰值时刻,对桥梁缆索缺陷进行了定位。最后,对采用不同降噪方法时的桥梁缆索缺陷定位误差进行了比较。结果表明:未添加噪声时,采用缺陷回波包络峰值时刻定位桥梁拉索缺陷,最大误差仅为0.28%。当缺陷回波的信噪比高于-5 dB时,采用本文方法进行降噪,均方差E_(MSE)几乎为0,信噪比E_(SNR)增加到7.56 dB以上。采用本文方法对含噪导波信号进行降噪,其降噪精度和缺陷定位精度均优于小波阈值降噪、小波-EMD降噪和传统匹配追踪降噪。当导波信号信噪比为-5 dB及以下时,本文方法的优越性更为显著。即使导波信号信噪比达到-10 dB,采用本文方法进行降噪处理,拉索缺陷定位误差仍能达到1.5%以内。可见所提出的方法可以有效降低强噪声对实测导波的干扰,提高桥梁缆索缺陷识别精度。 展开更多

关键词 桥梁缆索 缺陷识别 强噪 改进匹配追踪算法 磁致伸缩导波

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基于同步压缩小波变换的检测锚杆参数方法 被引量：1

16

作者 董佳琦 刘怡明 +1 位作者 王明明 孙晓云 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第1期79-83,102,共6页

时频的聚集性是评判信号分析方法效果的主要因素,传统的分析方法已经不能满足时频聚集性要求,因而提出一种高分辨率的分析方法-同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)。该方法在频率方向上把小波系数重新挤压和排... 时频的聚集性是评判信号分析方法效果的主要因素,传统的分析方法已经不能满足时频聚集性要求,因而提出一种高分辨率的分析方法-同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)。该方法在频率方向上把小波系数重新挤压和排列,不仅提升时频的分辨率,而且还能实现信号重构。将此方法应用于分析锚杆质量检测数据,与传统的EEMD方法对比表明,SWT能够较为准确地描述信号的频率构成且重构的信号有较好的降噪效果。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 同步压缩小波变换 锚杆检测 时频聚集性

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一种矿用锚杆(索)长度无损测量方法 被引量：4

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作者 张小波 吴银成 +1 位作者 孙志飞 黄春 《工矿自动化》 北大核心 2015年第1期76-79,共4页

针对现有锚杆(索)长度检测方法操作复杂、检测精度低等问题,提出了一种基于磁致伸缩导波技术的矿用锚杆(索)长度无损测量方法,介绍了锚杆(索)长度测量原理、测量系统的设计方案以及测量操作方法,在实验室环境下完成了系统速度标定以及... 针对现有锚杆(索)长度检测方法操作复杂、检测精度低等问题,提出了一种基于磁致伸缩导波技术的矿用锚杆(索)长度无损测量方法,介绍了锚杆(索)长度测量原理、测量系统的设计方案以及测量操作方法,在实验室环境下完成了系统速度标定以及混凝土结构中的锚杆长度测量。实验结果表明,该方法的最大测量误差为2.66%,平均测量误差为0.33%,满足现有煤矿锚杆(索)长度测量应用要求。 展开更多

关键词 锚杆 锚索 长度测量 无损测量 磁致伸缩导波

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