本文關鍵詞：鐵磁性構件的脈沖渦流無損檢測研究

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【摘要】：鐵磁性材料在國民工業(yè)有著廣泛的應用與重要的地位,對于基礎設施的建設也起著舉足輕重的作用,因此檢測鐵磁性材料的損傷變得尤為重要。脈沖渦流檢測技術由于頻譜豐富、設備成本較低和響應速度快等優(yōu)勢,可以勝任導電材料的檢測,而脈沖渦流在鐵磁性材料中的檢測一直是個難點。本文為了解決脈沖渦流在鐵磁性材料檢測中信噪比低以及易受噪聲干擾的問題,從相關文獻中找出當前研究存在的不足,利用電磁場基本理論,在仿真尋找其物理本質,設計相應實驗進行驗證,研究的內容主要如下:(1)分析了電磁參數(shù)對于鐵磁性材料脈沖渦流檢測信號的影響,針對矩形探頭在鐵磁性材料的脈沖渦流檢測,提出采用磁屏蔽的方法來消除噪聲信號,并利用仿真得出了不同屏蔽條件下試件中渦流以及周圍磁場分布情況,提出了磁場信號的相對量來分析了不同屏蔽條件下脈沖渦流對鐵磁性材料缺陷檢測的影響。(2)對比了矩形探頭在鐵磁性材料和非鐵磁性材料脈沖渦流檢測時試件表面X、Y和Z分量的渦流密度分布情況,找出了利于各自材料檢測的渦流密度分量,并根據(jù)渦流分量的對稱分布特性提出了矩形探頭的差分檢測模式,根據(jù)渦流分量分布規(guī)律,提出了矩形探頭在鐵磁性材料和非鐵磁性材料中不同的差分檢測模式。(3)通過對比鐵磁性和非鐵磁性材料的脈沖渦流檢測時缺陷處的磁場分布情況,提出了矩形探頭在鐵磁性材料中具有漏磁檢測的特性,分析了矩形探頭的脈沖渦流檢測模式和漏磁檢測模式,找出了利于檢測時探頭和缺陷所呈的最佳角度,并通過對鋁板缺陷和矩形探頭呈不同角度時檢測效果的研究,進一步證實了鐵磁性材料的PEC檢測存在漏磁效應。(4)制作了鐵制和鋁制的屏蔽罩置于矩形探頭線圈表面,對比分析了磁屏蔽對于試件表面和亞表面脈沖渦流缺陷檢測的影響。設計了Hall式和GMR式矩形差分探頭來獲取不同方向的磁場分量,并分別用來檢測鐵板和鋁板試件,實驗表明磁場的X和Y分量更利于缺陷的定量分析,研究了探頭和試件缺陷呈不同角度時脈沖渦流檢測信號的規(guī)律,尋找了有利于檢測的最佳檢測角度,驗證了仿真所提出相關結論的有效性。(5)對鐵磁性材料的脈沖渦流信號進行了低通濾波去噪和小波去噪處理,通過對比分析得出了coif5小波基函數(shù)在“rigrsure”軟閾值規(guī)則下去噪后的效果為最佳,去噪后的信號更接近于原始信號,保留的相位信息的真實性。
【關鍵詞】：鐵磁性 矩形探頭 脈沖渦流 去噪
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB302.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.1.1 課題背景及來源8
• 1.1.2 研究意義及目的8-9
• 1.2 鐵磁性材料渦流無損檢測研究進展9-14
• 1.2.1 PEC及EC檢測的理論研究進展9-11
• 1.2.2 鐵磁性材料PEC及EC檢測應用方面的研究進展11-12
• 1.2.3 PEC檢測探頭設計方面研究進展12-13
• 1.2.4 PEC信號處理方面研究進展13-14
• 1.3 PEC檢測技術在鐵磁性材料中的研究熱點14
• 1.4 論文結構編排14-15
• 1.5 本章小結15-16
• 第二章 鐵磁性材料的PEC理論研究16-24
• 2.1 渦流檢測的基本理論16-17
• 2.2 脈沖渦流檢測模型與理論17-19
• 2.2.1 脈沖渦流檢測模型17-18
• 2.2.2 脈沖渦流的滲透深度分析18-19
• 2.3 脈沖渦流技術原理19-21
• 2.3.1 脈沖渦流工作原理19-20
• 2.3.2 脈沖渦流時域信號特征20
• 2.3.3 脈沖渦流頻域信號特征20-21
• 2.4 脈沖渦流檢測的磁屏蔽理論21-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第三章 鐵磁性材料的PEC無損檢測仿真研究24-49
• 3.1 有限元模型的建立24-28
• 3.1.1 幾何建模24-25
• 3.1.2 參數(shù)設定25-26
• 3.1.3 邊界條件的設定26
• 3.1.4 有限元網(wǎng)格的劃分26
• 3.1.5 求解條件和渦流的一般物理現(xiàn)象26-28
• 3.2 矩形探頭在鐵磁性材料PEC檢測信號規(guī)律研究28-31
• 3.2.1 電導率對鐵磁性材料PEC檢測信號的影響29-30
• 3.2.2 磁導率對鐵磁性材料PEC檢測信號的影響30-31
• 3.3 矩形探頭中磁屏蔽對鐵磁性材料的PEC檢測影響31-36
• 3.3.1 鐵磁性構件缺陷脈沖渦流檢測仿真分析32-33
• 3.3.2 磁屏蔽對鐵磁性構件檢測信號靈敏度分析33-36
• 3.4 矩形探頭在鐵磁性和非鐵磁性材料中檢測模式的比較36-41
• 3.4.1 矩形探頭在鐵磁性材料中渦流分布36-37
• 3.4.2 矩形探頭在非鐵磁性材料中渦流分布37-39
• 3.4.3 矩形探頭的兩種差分模式分析39-41
• 3.5 矩形探頭在鐵磁性構件中的渦流和漏磁效應分析41-48
• 3.5.1 矩形探頭的漏磁效應機理分析41-43
• 3.5.2 矩形探頭脈沖渦流檢測工作模式下的缺陷檢測點研究43-45
• 3.5.3 矩形探頭脈沖漏磁檢測工作模式下的缺陷檢測點研究45-46
• 3.5.4 矩形探頭在非鐵磁性材料中和缺陷所呈不同角度的檢測情況46-48
• 3.6 本章小結48-49
• 第四章 鐵磁性材料PEC無損檢測實驗研究49-73
• 4.1 檢測系統(tǒng)的具體介紹49-52
• 4.2 鐵磁性材料PEC檢測信號去噪分析52-56
• 4.2.1 PEC檢測信號的數(shù)字低通濾波分析52-53
• 4.2.2 PEC檢測信號的小波去噪分析53-56
• 4.3 磁屏蔽對矩形探頭在鐵磁性材料的PEC檢測影響56-60
• 4.3.1 試件表面磁屏蔽檢測效果分析57-59
• 4.3.2 試件亞表面磁屏蔽檢測效果分析59-60
• 4.4 矩形差分探頭在脈沖渦流檢測分析60-71
• 4.4.1 矩形差分探頭的傳感器制作60-63
• 4.4.2 鐵板檢測實驗63-65
• 4.4.3 鋁板檢測實驗65-67
• 4.4.4 矩形探頭軸線與鐵板缺陷呈不同角度的分析67-69
• 4.4.5 矩形探頭軸線與鋁板缺陷呈不同角度的分析69-71
• 4.5 本章小結71-73
• 第五章 總結與展望73-75
• 5.1 總結73
• 5.2 創(chuàng)新點73-74
• 5.3 展望74-75
• 參考文獻75-80
• 附錄:作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文80-81
• 致謝81

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本文編號：695237