磁測(cè)厚儀是以電磁渦流檢測(cè)技術(shù)為理論基礎(chǔ)研制的評(píng)估金屬管道厚度的一種儀器。其設(shè)計(jì)目的是檢測(cè)管道的厚度,以此評(píng)價(jià)管道的損傷信息。本文基于近場(chǎng)渦流檢測(cè)理論,對(duì)磁測(cè)厚儀近場(chǎng)渦流檢測(cè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),檢測(cè)金屬管道的內(nèi)徑及磁導(dǎo)率等管道參數(shù)。本文的主要工作內(nèi)容如下:依據(jù)近場(chǎng)渦流檢測(cè)基本原理,進(jìn)行簡(jiǎn)化近似,推導(dǎo)出管道影響的接收信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)之間的相位差與管道參數(shù)之間存在映射關(guān)系。借助有限元分析軟件Comsol模擬渦流檢測(cè)的管道環(huán)境,建立管道渦流檢測(cè)的仿真模型。通過(guò)改變管道參數(shù),得到不同管道參數(shù)下接收信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)之間的相位差信息,依此建立管道參數(shù)到相位特征的反演數(shù)據(jù)庫(kù)。并進(jìn)一步仿真得到空氣下相位差隨溫度變化的數(shù)據(jù),使用曲線擬合近似得到空氣下相位差與溫度之間的關(guān)系式。針對(duì)近場(chǎng)渦流檢測(cè)信號(hào)微弱、多頻率混合的特點(diǎn),討論接收信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)相位差的計(jì)算方法,包括數(shù)字相關(guān)法、相敏檢波法及FFT譜分析法等,對(duì)各計(jì)算方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比。此外,依據(jù)近場(chǎng)電路系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路、接收信號(hào)處理電路,采用ADC+FPGA+DSP的框架結(jié)構(gòu)對(duì)接收信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行高精度采集,使用FFT譜分析法準(zhǔn)確地計(jì)算它們之間... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)安排與主要工作
第二章 近場(chǎng)渦流檢測(cè)基本原理及方案設(shè)計(jì)
    2.1 磁測(cè)厚儀總體結(jié)構(gòu)
    2.2 近場(chǎng)渦流檢測(cè)的基本原理
    2.3 近場(chǎng)渦流檢測(cè)模塊的仿真設(shè)計(jì)
        2.3.1 近場(chǎng)渦流檢測(cè)線圈的仿真設(shè)計(jì)
        2.3.2 近場(chǎng)渦流檢測(cè)仿真模型理論庫(kù)的創(chuàng)建
        2.3.3 近場(chǎng)渦流檢測(cè)仿真模型溫度漂移的仿真與校正
    2.4 相位差計(jì)算方法比較
        2.4.1 數(shù)字相關(guān)法
        2.4.2 數(shù)字相敏檢波法
        2.4.3 FFT譜分析法
        2.4.4 各相位差計(jì)算方法優(yōu)劣對(duì)比
    2.5 本章小結(jié)
第三章 近場(chǎng)渦流檢測(cè)模塊的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 近場(chǎng)渦流檢測(cè)模塊的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析
    3.2 近場(chǎng)渦流檢測(cè)模塊的電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 接收信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 基于FPGA的控制邏輯實(shí)現(xiàn)
        3.2.4 基于DSP的 FFT算法應(yīng)用實(shí)現(xiàn)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于改進(jìn)雞群優(yōu)化算法的管道參數(shù)反演算法研究
    4.1 管道參數(shù)反演算法
        4.1.1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道參數(shù)反演算法
        4.1.2 基于最小二乘支持向量機(jī)的反演算法
        4.1.3 兩種反演算法的結(jié)果比較
    4.2 雞群優(yōu)化算法及其改進(jìn)
        4.2.1 基礎(chǔ)雞群優(yōu)化算法
        4.2.2 改進(jìn)雞群優(yōu)化算法
        4.2.3 改進(jìn)雞群優(yōu)化算法在Benchmark函數(shù)的測(cè)試
    4.3 基于改進(jìn)雞群優(yōu)化算法優(yōu)化的管道參數(shù)反演算法
        4.3.1 基于ICSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道參數(shù)反演模型
        4.3.2 基于ICSO-LSSVM的管道參數(shù)反演模型
    4.4 各反演模型的性能對(duì)比
        4.4.1 精度及訓(xùn)練速度分析對(duì)比
        4.4.2 抗噪性能分析對(duì)比
        4.4.3 泛化性能分析對(duì)比
    4.5 本章小結(jié)
第五章 近場(chǎng)渦流檢測(cè)模塊測(cè)試結(jié)果及分析
    5.1 近場(chǎng)電路系統(tǒng)測(cè)試
        5.1.1 激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路的信號(hào)測(cè)試
        5.1.2 接收信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)測(cè)試
    5.2 實(shí)驗(yàn)管道測(cè)試
        5.2.1 儀器測(cè)試流程
        5.2.2 測(cè)試結(jié)果及分析
    5.3 井下石油套管測(cè)試
        5.3.1 1號(hào)井測(cè)試
        5.3.2 2號(hào)井測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語(yǔ)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石油套管損壞原因及其預(yù)防[J]. 苗鵬軍,丁超.  焊管. 2018(09)
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[4]一種基于正向?qū)W習(xí)和反向?qū)W習(xí)的改進(jìn)雞群算法[J]. 張慕雪,張達(dá)敏,楊菊蜻,朱陳柔玲.  微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2018(06)
[5]基于模糊推理的雞群優(yōu)化算法[J]. 史旭棟,高岳林.  江西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[6]基于鳥(niǎo)群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度預(yù)測(cè)[J]. 郭彤穎,陳露.  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(04)
[7]基于混合遺傳雞群優(yōu)化算法的雷達(dá)正交波形設(shè)計(jì)[J]. 楊俊輝,劉以安.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(08)
[8]基于改進(jìn)雞群優(yōu)化算法的海上筑堤有限元反演分析[J]. 戚藍(lán),史奎,劉凱,張林華,王朝陽(yáng).  水電能源科學(xué). 2018(02)
[9]一種混合改進(jìn)的雞群優(yōu)化算法[J]. 楊菊蜻,張達(dá)敏,張慕雪,朱陳柔玲.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(11)
[10]耗散雞群算法在水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用[J]. 魏月梅,池麗敏.  水力發(fā)電. 2017(03)

博士論文
[1]基于電磁渦流的管道缺陷檢測(cè)方法研究[D]. 羅清旺.電子科技大學(xué) 2018
[2]多頻渦流無(wú)損檢測(cè)的干擾抑制和缺陷檢測(cè)方法研究[D]. 高軍哲.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[3]粒子群算法的基本理論及其改進(jìn)研究[D]. 劉建華.中南大學(xué) 2009
[4]智能粒子群優(yōu)化算法研究[D]. 高芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]金屬管道內(nèi)徑及磁導(dǎo)率檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)[D]. 莫?dú)J鵬.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于粒子群優(yōu)化最小二乘支持向量機(jī)的建筑工程造價(jià)預(yù)測(cè)研究[D]. 王碩.青島理工大學(xué) 2018
[3]多頻渦流管道檢測(cè)數(shù)據(jù)處理與成像軟件設(shè)計(jì)[D]. 張蕓.電子科技大學(xué) 2017
[4]管道內(nèi)徑的渦流檢測(cè)及其信號(hào)處理研究[D]. 賴思斌.電子科技大學(xué) 2017
[5]金屬套管檢測(cè)儀近場(chǎng)單元及數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)[D]. 劉杰軍.電子科技大學(xué) 2016
[6]管道漏磁三軸檢測(cè)方法的理論研究[D]. 姜福琨.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2014



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