本文關(guān)鍵詞：腐蝕在線監(jiān)測電磁超聲傳感器研制及應(yīng)用研究

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【摘要】：電磁超聲檢測技術(shù)作為一項新的無損檢測技術(shù),正以其獨有的優(yōu)勢在壓力容器運(yùn)行監(jiān)測中發(fā)揮著越來越重要的作用。論文針對運(yùn)行溫度200℃以下管線腐蝕在線監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,研究內(nèi)容包括腐蝕在線監(jiān)測專用電磁超聲傳感器的設(shè)計以及腐蝕造成的區(qū)域減薄厚度監(jiān)測。本文根據(jù)管線均勻腐蝕減薄監(jiān)測要求,在計算機(jī)仿真設(shè)計基礎(chǔ)上,提出采用永久磁鐵提供偏置磁場,單線圈激勵與接收,電磁超聲直入射橫波檢測方式工作的電磁超聲傳感器。設(shè)計和制作出適用于管線測厚的螺旋線圈傳感器結(jié)構(gòu),采用屏蔽與間隙的組合方式阻止了線圈交變磁場在磁鐵表面形成渦流,同時使工件表面的有效作用磁場分布變得均勻,有效消除了磁鐵自激振蕩對傳感器檢測信號的影響。采用本文設(shè)計和制作的傳感器,對厚度均為8mm的4種不同材料進(jìn)行定點厚度測量,測量精度優(yōu)于1%。對常溫環(huán)境下,厚度范圍18mm-85mm的20號鋼進(jìn)行定點范圍厚度測量,其厚度檢測上限可達(dá)75mm,在18mm-85mm范圍內(nèi)的測量精度優(yōu)于±1%。對14mm的Q235進(jìn)行高溫環(huán)境下的厚度測量,測量結(jié)果顯示所研制的傳感器在工作溫度為26℃-200℃的范圍內(nèi)的厚度檢測靈敏度優(yōu)于0.65%。對采用鋯板制作的檢測區(qū)域大小評定試塊的檢測結(jié)果表明,本傳感器可以有效檢出尺寸15mm×15mm的區(qū)域減薄。對表面粗糙的15CrMOG管段進(jìn)行測量,測量精度可達(dá)到0.7%。本論文的研究成果可用于管線腐蝕在線監(jiān)測,實現(xiàn)管壁厚度的實時獲取,為管線壽命評估提供重要數(shù)據(jù)支撐。本文的工作也將為電磁超聲傳感器的研發(fā)提供有益參考。
【關(guān)鍵詞】：腐蝕監(jiān)測 電磁超聲 計算機(jī)仿真 傳感器設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28;TP212
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用8-11
• 1.2.1 電磁超聲傳感器的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 電磁超聲傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的研究內(nèi)容11-13
• 第2章 電磁超聲基本理論13-26
• 2.1 引言13
• 2.2 電磁超聲工作機(jī)制13-18
• 2.2.1 洛倫茲力機(jī)制13-15
• 2.2.2 磁致伸縮力機(jī)制15-17
• 2.2.3 磁化力機(jī)制17-18
• 2.3 電磁超聲的工作原理18-21
• 2.4 等效電路模型21-23
• 2.5 電磁超聲常用超聲波類型23-25
• 2.5.1 縱波（L）23-24
• 2.5.2 橫波（S）24-25
• 2.5.3 表面波25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 電磁超聲體波傳感器激發(fā)和接收線圈仿真及設(shè)計26-32
• 3.1 引言26
• 3.2 電磁超聲體波傳感器仿真26-30
• 3.2.1 仿真參數(shù)設(shè)置26-27
• 3.2.2 螺旋形線圈傳感器27-28
• 3.2.3 蝶形線圈傳感器28-30
• 3.3 仿真結(jié)果分析30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 腐蝕在線監(jiān)測電磁超聲傳感器設(shè)計及制作32-47
• 4.1 引言32
• 4.2 偏置磁場的選擇32-34
• 4.2.1 磁鐵類型32-33
• 4.2.2 磁場強(qiáng)度的選擇33-34
• 4.3 檢測線圈設(shè)計34-36
• 4.3.1 線圈的優(yōu)化34-35
• 4.3.2 線圈線徑的選擇35-36
• 4.4 磁鐵自激振蕩的抑制36-45
• 4.4.1 試驗系統(tǒng)36-37
• 4.4.2 試驗研究37-40
• 4.4.3 試驗結(jié)果分析40-45
• 4.5 傳感器制作45-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第5章 傳感器性能測試及結(jié)果分析47-59
• 5.1 引言47
• 5.2 傳感器性能測試47-57
• 5.2.1 定點測厚及精度47-49
• 5.2.2 定點范圍及精度49-50
• 5.2.3 溫度承載能力測試50-54
• 5.2.4 檢測區(qū)域模擬試塊測試54-55
• 5.2.5 實際工件試驗驗證55-57
• 5.3 測試結(jié)果分析57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-65
• 致謝65-66

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本文編號：565126