铁磁材料漏磁检测反演方法及其影响因素分析
发布时间：2022-01-13 13:54
铁磁材料广泛应用于国民经济各个领域,在压力或环境等因素作用下,材料会产生缺陷。然而,材料缺陷会对国民经济造成重大损失。因此,无损检测具有重要的现实意义。在无损检测的各个方法中,漏磁检测因为灵敏、可靠、迅速、低廉等优势而被广泛采用。漏磁检测问题又可以分解成正演问题和反演问题两大类别,其中正演问题是反演问题的基础,所以快速准确的正演模型可以为漏磁反演奠定良好的基础。首先,本文介绍了插值计算的基本原理,并详细介绍了将源区划分为若干积分单元,把每个单元看作是一个磁偶极子模型,计算其在场点产生的漏磁场,累积积分所有单元产生的漏磁场效应,即可推导出磁偶极子正演模型。借助于COMSOL有限元仿真软件,验证了该正演模型对识别单个缺陷、多个缺陷的有效性。其次,采用奇异值分解磁偶极子正演模型系数矩阵的方法,求解出反演方程满足最小二乘问题的最小范数解,使得总体误差达到最小,从而推导出奇异值分解反演模型。本文利用不同形状、大小的单个、多个缺陷验证了该反演算法的正确性。最后,基于反演方程的构成,采用控制变量法,探究剖分尺寸、量测数目、数据位置以及提离高度等因素对反演准确度的影响,以便反演效果达到最佳。考虑到源区...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１漏磁检测基本原理??２??
华北电力大学硕士学位论文??漏磁检测基本原理如图１－１所示，其成立前提是铁磁材料的高导磁性能。铁磁??材料被外加磁场磁化后，内部材料连续均匀的时候，磁通全部通过高导磁率的铁磁??材料构成回路，此时空气中几乎没有漏磁场。材料内部存在缺陷时，缺陷部位的材??质由高导磁率的铁磁材料变成低导磁率的空气，磁力线优先从缺陷下方铁磁材料通??过，构成回路；缺陷下方材料饱和后，剩余磁力线通过缺陷上方空气构成回路，形??成漏磁场。通过检测试件近表面处磁场分布情况即可判断出有无缺陷存在。??以截面为Ｓ的铁磁材料为例，假设缺陷位于材料上方且面积为Ｓａ，则剩余铁磁??材料面积为Ｓ－Ｓａ，截面示意图如图１－２所示。图１－３中，曲线１表示磁导率＾和磁场??强度Ｈ的关系曲线，曲线２表示磁感应强度Ｂ和磁场强度Ｈ的关系曲线。??缺陷部位???材料截面??图１－２铁磁材料缺陷截面７Ｋ意图??■??Ｈ??图１－３磁特性曲线??假设磁化场是磁场强度为Ｈ的均匀磁场
华北电力大学硕士学位论文??漏磁检测基本原理如图１－１所示，其成立前提是铁磁材料的高导磁性能。铁磁??材料被外加磁场磁化后，内部材料连续均匀的时候，磁通全部通过高导磁率的铁磁??材料构成回路，此时空气中几乎没有漏磁场。材料内部存在缺陷时，缺陷部位的材??质由高导磁率的铁磁材料变成低导磁率的空气，磁力线优先从缺陷下方铁磁材料通??过，构成回路；缺陷下方材料饱和后，剩余磁力线通过缺陷上方空气构成回路，形??成漏磁场。通过检测试件近表面处磁场分布情况即可判断出有无缺陷存在。??以截面为Ｓ的铁磁材料为例，假设缺陷位于材料上方且面积为Ｓａ，则剩余铁磁??材料面积为Ｓ－Ｓａ，截面示意图如图１－２所示。图１－３中，曲线１表示磁导率＾和磁场??强度Ｈ的关系曲线，曲线２表示磁感应强度Ｂ和磁场强度Ｈ的关系曲线。??缺陷部位???材料截面??图１－２铁磁材料缺陷截面７Ｋ意图??■??Ｈ??图１－３磁特性曲线??假设磁化场是磁场强度为Ｈ的均匀磁场
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁超声导波的铝板裂纹缺陷检测方法[J]. 杨理践,邢燕好,张佳,高松巍. 仪器仪表学报. 2018(04)
[2]基于PSO-LS-SVM的储罐底板缺陷量化方法研究[J]. 程迪,黄松岭,赵伟,王珅. 电测与仪表. 2018(04)
[3]表面缺陷的方向性对漏磁场分布的影响[J]. 吴德会,刘志天,王晓红,苏令锌. 物理学报. 2017(04)
[4]基于引力搜索算法的漏磁缺陷重构[J]. 韩文花,王建,汪胜兵,吴正阳,王平. 火力与指挥控制. 2016(07)
[5]基于优化RBF神经网络的管道缺陷量化分析方法[J]. 朱红秀,刘欢,李宏远,黄松岭,苏志毅. 仪表技术与传感器. 2016(02)
[6]基于布谷鸟搜索算法的漏磁反演方法研究[J]. 韩文花,徐俊,沈晓晖,吴正阳,王平,杨平. 应用基础与工程科学学报. 2015(06)
[7]缺陷漏磁场磁偶极子模型的若干解析解[J]. 时朋朋. 无损检测. 2015(03)
[8]罐底板缺陷漏磁场三维有限元分析[J]. 温兴柔,赵力伟. 油气储运. 2015(07)
[9]自学习粒子群与梯度下降混杂的漏磁反演方法[J]. 韩文花,徐俊,沈晓晖,吴正阳. 火力与指挥控制. 2015(01)
[10]基于改进共轭梯度理论神经网络优化算法研究[J]. 邢晓敏,商国敬. 电测与仪表. 2014(19)
硕士论文
[1]基于电磁超声的管道缺陷检测技术研究[D]. 钟光彬.电子科技大学 2017
[2]基于小波分析和神经网络的管道漏磁信号处理[D]. 胡浪涛.合肥工业大学 2007
[3]金属基多层板厚电涡流动态检测技术与系统研究[D]. 蔡清华.浙江大学 2006
本文编号：3586551
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１漏磁检测基本原理??２??
华北电力大学硕士学位论文??漏磁检测基本原理如图１－１所示，其成立前提是铁磁材料的高导磁性能。铁磁??材料被外加磁场磁化后，内部材料连续均匀的时候，磁通全部通过高导磁率的铁磁??材料构成回路，此时空气中几乎没有漏磁场。材料内部存在缺陷时，缺陷部位的材??质由高导磁率的铁磁材料变成低导磁率的空气，磁力线优先从缺陷下方铁磁材料通??过，构成回路；缺陷下方材料饱和后，剩余磁力线通过缺陷上方空气构成回路，形??成漏磁场。通过检测试件近表面处磁场分布情况即可判断出有无缺陷存在。??以截面为Ｓ的铁磁材料为例，假设缺陷位于材料上方且面积为Ｓａ，则剩余铁磁??材料面积为Ｓ－Ｓａ，截面示意图如图１－２所示。图１－３中，曲线１表示磁导率＾和磁场??强度Ｈ的关系曲线，曲线２表示磁感应强度Ｂ和磁场强度Ｈ的关系曲线。??缺陷部位???材料截面??图１－２铁磁材料缺陷截面７Ｋ意图??■??Ｈ??图１－３磁特性曲线??假设磁化场是磁场强度为Ｈ的均匀磁场
华北电力大学硕士学位论文??漏磁检测基本原理如图１－１所示，其成立前提是铁磁材料的高导磁性能。铁磁??材料被外加磁场磁化后，内部材料连续均匀的时候，磁通全部通过高导磁率的铁磁??材料构成回路，此时空气中几乎没有漏磁场。材料内部存在缺陷时，缺陷部位的材??质由高导磁率的铁磁材料变成低导磁率的空气，磁力线优先从缺陷下方铁磁材料通??过，构成回路；缺陷下方材料饱和后，剩余磁力线通过缺陷上方空气构成回路，形??成漏磁场。通过检测试件近表面处磁场分布情况即可判断出有无缺陷存在。??以截面为Ｓ的铁磁材料为例，假设缺陷位于材料上方且面积为Ｓａ，则剩余铁磁??材料面积为Ｓ－Ｓａ，截面示意图如图１－２所示。图１－３中，曲线１表示磁导率＾和磁场??强度Ｈ的关系曲线，曲线２表示磁感应强度Ｂ和磁场强度Ｈ的关系曲线。??缺陷部位???材料截面??图１－２铁磁材料缺陷截面７Ｋ意图??■??Ｈ??图１－３磁特性曲线??假设磁化场是磁场强度为Ｈ的均匀磁场
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁超声导波的铝板裂纹缺陷检测方法[J]. 杨理践,邢燕好,张佳,高松巍. 仪器仪表学报. 2018(04)
[2]基于PSO-LS-SVM的储罐底板缺陷量化方法研究[J]. 程迪,黄松岭,赵伟,王珅. 电测与仪表. 2018(04)
[3]表面缺陷的方向性对漏磁场分布的影响[J]. 吴德会,刘志天,王晓红,苏令锌. 物理学报. 2017(04)
[4]基于引力搜索算法的漏磁缺陷重构[J]. 韩文花,王建,汪胜兵,吴正阳,王平. 火力与指挥控制. 2016(07)
[5]基于优化RBF神经网络的管道缺陷量化分析方法[J]. 朱红秀,刘欢,李宏远,黄松岭,苏志毅. 仪表技术与传感器. 2016(02)
[6]基于布谷鸟搜索算法的漏磁反演方法研究[J]. 韩文花,徐俊,沈晓晖,吴正阳,王平,杨平. 应用基础与工程科学学报. 2015(06)
[7]缺陷漏磁场磁偶极子模型的若干解析解[J]. 时朋朋. 无损检测. 2015(03)
[8]罐底板缺陷漏磁场三维有限元分析[J]. 温兴柔,赵力伟. 油气储运. 2015(07)
[9]自学习粒子群与梯度下降混杂的漏磁反演方法[J]. 韩文花,徐俊,沈晓晖,吴正阳. 火力与指挥控制. 2015(01)
[10]基于改进共轭梯度理论神经网络优化算法研究[J]. 邢晓敏,商国敬. 电测与仪表. 2014(19)
硕士论文
[1]基于电磁超声的管道缺陷检测技术研究[D]. 钟光彬.电子科技大学 2017
[2]基于小波分析和神经网络的管道漏磁信号处理[D]. 胡浪涛.合肥工业大学 2007
[3]金属基多层板厚电涡流动态检测技术与系统研究[D]. 蔡清华.浙江大学 2006
本文编号：3586551
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