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管道漏磁检测技术的研究

作　者: 崔益铭
导　师: 杨理践
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 漏磁检测 磁路 霍尔传感器 ANSYS 提离值
分类号: TP29-A2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本课题是国家科技部支撑计划项目(2006BAK02801-04)。论文针对石油管道缺陷漏磁检测定量化、智能化的难题,紧密结合实际现场的需要,通过理论分析和样机实验到实际现场应用,系统总结了石油管道漏磁智能检测技术。在管道缺陷漏磁检测理论、管道缺陷漏磁信号和波形分析、管道缺陷检测的影响因素、管道缺陷检测系统的设计以及实际应用方面进行了深入的研究。本文以有限元分析理论为基础,通过对管道缺陷漏磁场的ANSYS仿真,实现了石油管道标准缺陷漏磁场的模拟,研究了缺陷外型尺寸、漏磁检测装置在输油管道内运行速度、霍尔传感器提离高度对漏磁信号的影响,实现了管壁内外缺陷的分辨。本文利用磁路的两个基本方程以及柯西克夫方程,提出了磁路计算的一般原理,对实际的磁路进行数学建模,推导出漏磁检测装置磁路计算的公式,进而对漏磁检测装置的磁路进行设计。应用MATLAB制作了磁路设计的通用软件,并已注册为自主知识产权。利用软件进行磁路设计方便了用户实现人机交互,缩短了设备的开发周期。采用霍尔元件作为缺陷漏磁检测的传感器,以及UA301数据采集卡自制漏磁检测装置,并在带有标准伤的Φ325mm管道中实际测量。实验验证了能够检测到最小尺寸的标准伤为直径2mm,深度为管壁厚度10%的圆孔。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 课题来源及其意义  10-12
    1.1.1 课题来源  10
    1.1.2 课题研究意义  10-12
  1.2 无损检测技术概述  12-14
    1.2.1 漏磁通检测  12
    1.2.2 射线检测  12-13
    1.2.3 超声波检测  13-14
    1.2.4 涡流检测  14
  1.3 漏磁检测国内外研究现状  14-20
    1.3.1 漏磁检测理论国外研究现状  14-16
    1.3.2 漏磁检测理论国内研究现状  16-17
    1.3.3 漏磁检测信号的处理方法  17-20
  1.4 论文的主要工作及章节安排  20-21
    1.4.1 论文的主要工作  20
    1.4.2 论文的章节安排  20-21
第二章 管道漏磁检测的理论研究  21-37
  2.1 缺陷漏磁检测的形成机理和理论模型  21-26
    2.1.1 漏磁场的形成机理  21-23
    2.1.2 缺陷漏磁场理论模型  23-26
  2.2 管道漏磁检测原理  26-30
    2.2.1 漏磁检测基本原理  26-28
    2.2.2 管道检测系统的结构  28-30
  2.3 缺陷漏磁场的有限元分析  30-36
    2.3.1 有限元分析理论  30-31
    2.3.2 管道漏磁场的有限元模型  31-36
  2.4 本章小结  36-37
第三章 管道缺陷漏磁场的ANSYS仿真分析  37-58
  3.1 ANSYS仿真原理及软件应用  37-49
    3.1.1 ANSYS仿真原理  37-42
    3.1.2 ANSYS仿真软件的应用  42-49
  3.2 管道缺陷漏磁场的ANSYS仿真  49-52
  3.3 腐蚀缺陷外型对缺陷漏磁场的影响  52-54
    3.3.1 缺陷长度对缺陷漏磁场的影响  52-53
    3.3.2 缺陷宽度对缺陷漏磁场的影响  53
    3.3.3 缺陷深度对缺陷漏磁场的影响  53-54
  3.4 速度对缺陷漏磁场的影响  54-55
  3.5 提离高度对缺陷漏磁场的影响  55-57
  3.6 本章小结  57-58
第四章 管道磁路的优化设计  58-74
  4.1 磁路设计方法  58-65
    4.1.1 磁路计算的一般原理  58-59
    4.1.2 磁路计算的基本方程组  59-65
  4.2 磁路设计步骤  65-73
    4.2.1 材料选择  65-66
    4.2.2 磁路结构  66
    4.2.3 磁路计算  66-70
    4.2.4 基于MATLAB磁路优化的软件设计  70-73
  4.3 本章小结  73-74
第五章 漏磁检测装置实验平台设计与实验结果分析  74-83
  5.1 漏磁检测装置实验平台设计方案  74-76
  5.2 管道缺陷漏磁检测牵拉实验与结果分析  76-81
    5.2.1 管道缺陷漏磁检测牵拉实验  76-78
    5.2.2 实验结果与分析  78-81
  5.3 本章小结  81-83
第六章 结论  83-84
参考文献  84-87
在学研究成果  87-88
致谢  88

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化技术在各方面的应用
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