本文關鍵詞：基于渦流陣列的鋼管無損檢測研究

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【摘要】：由于鋼管的諸多優(yōu)點,它被廣泛應用在油氣傳輸?shù)刃袠I(yè)中,對我國經(jīng)濟發(fā)展有著重大的促進作用。但鋼管經(jīng)常工作在惡劣的條件下,隨著時間的推移,會造成孔洞、裂紋、磨損等缺陷,會產(chǎn)生重大的經(jīng)濟損失。及時準確地將鋼管缺陷檢測出來,才能避免經(jīng)濟損失或是人員傷亡。實現(xiàn)鋼管缺陷檢測是為了缺陷的定量分析,并最終確定是否需要更換。本文利用渦流陣列對鋼管進行檢測,完成缺陷的定量分析。本文主要完成了以下幾個方面工作:通過電磁學理論對渦流檢測的基本理論進行分析。采用等效電路模型分析其傳感器阻抗的變化因素,利用電磁滲透方程,分析趨膚效應影響渦流檢測的原理。分類和比較渦流陣列傳感器,研究渦流陣列檢測原理,對不同的激勵方式進行了比較,研究了檢測線圈感應電壓的影響因素。通過檢測系統(tǒng)的整體框圖,分別對激勵線圈、檢測陣列和骨架進行設計。從硬件模塊和軟件模塊介紹檢測系統(tǒng)。在硬件模塊中對激勵模塊、檢測模塊和數(shù)據(jù)傳輸采集模塊進行分析設計,在軟件模塊中對FPGA、DSP和USB所要實現(xiàn)的功能進行分析設計。利用檢測系統(tǒng)對鋼條實現(xiàn)驗證性檢測,采用霍爾陣列和線圈陣列兩種方式進行檢測,再利用該系統(tǒng)實現(xiàn)對鋼管的檢測,同樣采用霍爾陣列和線圈陣列兩種檢測方式比較其性能。對檢測結果進行的對比,總結缺陷對檢測結果的影響趨勢。采用E型磁芯對線圈檢測進行優(yōu)化,采用差分方式進行檢測,對各種檢測方式結果進行分析比對,通過檢測信號初步對缺陷參數(shù)進行估計。利用小波理論和中值濾波的基本原理和特性,分析小波和中值去噪的優(yōu)勢,利用小波理論和中值濾波對不同類型的缺陷的檢測信號進行去噪處理。去噪時采用軟閥值方式,利用Sym8小波和中值濾波進行去噪處理。介紹神經(jīng)網(wǎng)絡的基本理論,采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡對缺陷信號進行學習,對缺陷的深度實現(xiàn)定量化處理,利用檢測到缺陷信號的元件個數(shù),實現(xiàn)對缺陷參數(shù)的估計。
【關鍵詞】：渦流陣列 缺陷反演 鋼管檢測 定量分析 神經(jīng)網(wǎng)絡
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9
• 1.2 渦流檢測簡述9-10
• 1.3 渦流陣列檢測技術國內外發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 渦流陣列檢測國內外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 渦流陣列檢測研究熱點11-14
• 1.4 陣列傳感器的結構和分類14-16
• 1.5 本文的主要研究內容16-18
• 第2章 渦流陣列檢測的理論基礎18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 渦流檢測的基本理論18-24
• 2.2.1 渦流檢測的電磁場理論18-20
• 2.2.2 渦流檢測等效電路分析20-22
• 2.2.3 渦流檢測的趨膚效應22-24
• 2.3 渦流陣列檢測原理24-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第3章 渦流陣列檢測系統(tǒng)設計及實現(xiàn)27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 檢測系統(tǒng)的整體結構27-28
• 3.3 陣列傳感器的設計28-31
• 3.3.1 激勵線圈28-29
• 3.3.2 檢測陣列傳感器29-30
• 3.3.3 骨架的設計30-31
• 3.4 渦流檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)31-34
• 3.4.1 激勵模塊31-32
• 3.4.2 檢測傳感器32
• 3.4.3 數(shù)據(jù)采集模塊32-34
• 3.5 軟件模塊設計34-36
• 3.5.1 軟件開發(fā)環(huán)境介紹34-35
• 3.5.2 軟件需求分析35
• 3.5.3 系統(tǒng)程序設計35-36
• 3.6 本章小結36-37
• 第4章 渦流陣列缺陷檢測37-53
• 4.1 引言37
• 4.2 渦流陣列系統(tǒng)鋼條實驗驗證37-43
• 4.2.1 鋼條實驗驗證37-39
• 4.2.2 鋼條檢測結果分析39-43
• 4.3 渦流陣列系統(tǒng)鋼管實驗驗證43-50
• 4.3.1 鋼管實驗驗證43-44
• 4.3.2 鋼管檢測結果分析44-50
• 4.4 閉合磁路檢測50-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 檢測信號的處理與分析53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 信號去噪53-55
• 5.3 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡55-58
• 5.4 缺陷的定量分析58-60
• 5.5 本章小結60-61
• 結論61-62
• 參考文獻62-69
• 致謝69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉波;羅飛路;侯良潔;;平板表層缺陷檢測渦流陣列傳感器的設計[J];傳感技術學報;2011年05期

2 李德勝,黃操軍,藤田博之;MOS霍爾傳感器陣列[J];電子測量與儀器學報;2001年01期

3 李天博;劉守華;陳坤華;;脈沖渦流陣列檢測系統(tǒng)仿真與實驗[J];磁性材料及器件;2013年06期

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本文編號：563943