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简析磁化三轴传感器技术在钢管缺陷信号采集中运用址

收藏本文 2024-01-31 点赞:20287 浏览:85707 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在钢管质量无损检测策略中,漏磁检测技术因其检测效率高、可靠性好,被广泛运用在钢管缺陷检测中,安全评估钢管的生产和运转。钢管漏磁检测系统主要包括漏磁信号采集、漏磁信号处理、缺陷识别等几个部分。其中漏磁信号的采集是系统中关键部分之一。目前国内外较先进的漏磁检测系统采集信号所用的传感器大都是一维传感器,每次采集一个方向的磁场,依次使钢管经过轴向和周向磁化器,分别检测出漏磁信号的水平分量和垂直分量,可以判定出缺陷长度信息和深度信息,但是难以准确判定缺陷宽度信息。这种磁化方式比较复杂,对信号参数的判别精度还有待提升。本课题以对钢管漏磁检测技术的探讨入手,采取三轴传感器一次检测中就能获得漏磁信号三维分量,提升数据检测的效率,减少磁化装置的复杂度;利用漏磁信号环向分量,直接界定出缺陷宽度信息,结合漏磁信号三维分量浅析得出缺陷尺寸数据,提升对缺陷参数的判别精度。本论文主要探讨内容如下:1.在基于钢管三维漏磁检测原理的基础上,对三轴传感器检测技术进行探讨,浅析磁化方式、磁化强度和磁化方向对漏磁信号的影响,并对直流、交流和永磁磁路进行浅析。2.运用有限元浅析策略,对漏磁信号三维分量进行特点浅析。分别对钢管裂纹和孔洞缺陷仿真得到漏磁信号三维分量,重点对三维分量与缺陷参数之间的联系进行浅析。探讨结果表明:由于水平、垂直和环向漏磁信号幅值分别和裂纹长度、深度和宽度具有拟合联系,通过计算可确定裂纹参数信息;孔洞直径对漏磁信号环向分量峰值的影响是成近似线性变化,可用来界定孔洞直径大小。3.设计基于霍尔传感器的钢管三维漏磁信号采集系统。系统采取钢管原地旋转结合探头直线扫查的工作方式,利用一套磁化装置和一组传感器阵列,完成对钢管缺陷的扫查,减小了设备的复杂度,节约成本。论文分别设计了三轴传感器、探头、磁化装置和漏磁信号调理电路。4.对钢管三维漏磁信号采集电路进行实验。分别预制直径相同、深度不同和深度相同、直径不同的圆柱体人工缺陷;对钢管缺陷进行漏磁信号采集实验,获得三维漏磁测试数据,并对测试结果进行浅析。关键词:钢管论文采集系统论文三轴传感器论文磁化装置论文三维漏磁信号论文缺陷论文

    摘要5-6

    Abstract6-8

    致谢8-14

    第一章 绪论14-22

    1.1 探讨的背景和作用14-15

    1.2 钢管无损检测技术及进展概况15-17

    1.3 钢管漏磁检测技术及进展概况17-18

    1.3.1 钢管漏磁检测技术基本原理17

    1.3.2 钢管漏磁检测技术进展概况17-18

    1.4 三轴传感器检测技术运用及进展概况18-20

    1.5 本论文主要探讨内容20

    1.6 本论文拟解决的关键不足和革新点20-21

    1.6.1 本论文拟解决的关键不足20

    1.6.2 本论文的革新点20-21

    1.7 论文各章节的安排21-22

    第二章 钢管三维漏磁信号采集系统论述探讨22-30

    2.1 钢管三维漏磁检测基本原理22

    2.2 三轴传感器检测技术探讨22-26

    2.2.1 磁敏传感器的性能比较22-24

    2.2.2 三轴传感器扫查浅析24-25

    2.2.3 三轴传感器采集漏磁信号浅析25-26

    2.3 传感器探头励磁方式浅析26-28

    2.3.1 磁化强度对漏磁信号的影响26-27

    2.3.2 磁化方式对漏磁信号的影响27

    2.3.3 磁化方向对漏磁信号的影响27-28

    2.4 传感器探头励磁磁路浅析28-29

    2.4.1 直流磁化励磁器的磁路浅析28

    2.4.2 交流磁化励磁器的磁路浅析28

    2.4.3 永磁磁化励磁器的磁路浅析28-29

    2.5 本章小节29-30

    第三章 钢管漏磁缺陷信号三维分量特点的探讨30-38

    3.1 有限元仿真钢管漏磁信号三维分量30-31

    3.2 钢管漏磁信号三维分量的特点浅析31-32

    3.2.1 漏磁信号水平分量特点浅析31

    3.2.2 漏磁信号垂直分量特点浅析31-32

    3.2.3 漏磁信号环向分量特点浅析32

    3.3 钢管漏磁信号三维分量与裂纹参数的联系32-35

    3.3.1 漏磁信号水平分量与裂纹长度的联系33-34

    3.3.2 漏磁信号垂直分量与裂纹深度的联系34

    3.3.3 漏磁信号环向分量与裂纹宽度的联系34-35

    3.4 钢管漏磁信号三维分量与孔洞参数的联系35-37

    3.5 本章小节37-38

    第四章 钢管三维漏磁信号采集系统的设计38-49

    4.1 钢管三维漏磁信号采集系统的参数设计38-39

    4.2 漏磁检测三轴传感器的设计39-42

    4.2.1 磁敏传感器的选择39-40

    4.2.2 三轴传感器的设计40

    4.2.3 漏磁采集探头的设计和制作40-42

    4.3 漏磁信号采集系统磁化装置设计42-45

    4.3.1 磁化装置磁化方式的选择42

    4.3.2 磁化装置磁路结构的优化设计42-45

    4.4 漏磁信号调理电路的设计45-48

    4.4.1 磁敏传感器恒流源电路的设计45-46

    4.4.2 漏磁信号片选电路的设计46

    4.4.3 漏磁信号放大电路的设计46-47

    4.4.4 漏磁信号滤波电路的设计47-48

    4.5 本章小结48-49

    第五章 钢管三维漏磁信号采集系统的实验探讨49-55

    5.1 钢管三维漏磁信号采集电路实验49-50

    5.2 三维漏磁信号采集装置的测试案例50-51

    5.2.1 确定试验测试案例50-51

    5.2.2 钢管人工缺陷的制作51

    5.3 缺陷深度对漏磁信号三维分量的影响测试51-53

    5.4 缺陷直径对漏磁信号三维分量的影响测试53-54

    5.5 本章小节54-55

    第六章 总结和展望55-56

    6.1 总结55

    6.2 展望55-56

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