基于直流磁化的磁导率扰动无损检测新方法
发布时间：2020-12-18 20:38
随着“一带一路”战略的快速推进,钢管、铁轨等铁磁性构件的应用更加广泛,对其无损检测十分重要,对深层的内部微小缺陷实施漏磁检测成为技术难点。本文从内部缺陷产生的局部磁导率扰动及其测量入手,提出一种新的电磁无损检测原理与方法,实现了内部深层缺陷的检测。基于直流磁化下铁磁性材料的非线性磁特性,剖析了缺陷引起的内部磁场扰动机理。通过理论分析揭示了μ-H曲线各阶段由缺陷引起的磁导率扰动的不同特征;通过解析模型和有限元计算模型,获得不同埋深缺陷的磁导率扰动的空间分布及其表征方法、传递规律和影响因素。探讨“缺陷-磁导率扰动”的信源转化机制,首次提出了磁导率扰动无损检测（MPPT）新方法,推导出基于Dodd-Deeds模型的放置式线圈测量磁导率扰动的积分解析模型。采用等效磁导率法建立三维有限元模型,仿真结果表明,磁导率扰动对涡流分布产生影响,检测线圈能够拾取到感应信号。为提升检测灵敏度,采用差分式MPPT探头,实验分析了差分间距、缺陷尺寸、探头提离及激励频率等影响因素,获得钢板中埋深25mm层面的0.5mm深×25mm长×0.5mm宽裂...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
强磁化时路径P1的磁导率扰动曲线
图2.12 强磁化时路径P1的磁导率扰动曲线 图2.13 强磁化时路径P2的磁导率扰动曲线如图 2.12 所示，路径 P1的磁导率分布呈现明显的畸变特性，磁导率扰动曲线呈现出“下凹”特征。其中，曲线缓变部分相当于磁导率扰动曲线的基线，其磁导率定义为base 。曲线下凹部分对应缺陷的正上方材料内部空间，可采用常用信号波形的描述参数：峰-峰值、峰宽值来表征曲线，即曲线谷值到曲线峰值定义为ppS ，两峰值点之间的横向距离定义为wS ，若无极大值或者极小值出现，则 为基线到极小值的差值
ppS 。图2.14 弱磁化时路径P1的磁导率扰动曲线 图2.15 弱磁化时路径P1的磁导率扰动曲线如图 2.15 所示，路径 P2对应的磁导率扰动曲线呈现出“下凹”特征，这是由缺陷处磁荷产生的与外加磁场相同的正向磁场引起的，从而导致区域 T1和 T2的磁场增大和磁导率减小。虚线框中所示，随着水平方向远离缺陷壁面，这种磁荷产生的正向磁场逐渐减弱，因此扰动程度逐渐降低，趋于稳定。综上所述，采用磁导率曲线可以很直观的描述缺陷上方的磁导率扰动，选取特征参数wS 和 能够对磁导率扰动曲线进行表征。对于经过缺陷侧面区域的磁导率扰动曲线， 主要取决于缺陷的宽度； 则取决于磁导率曲线的基线值和畸变区域的极值
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多源信息融合的手势智能交互系统[J]. 周菲,蔡晨晓,郑标. 信息与控制. 2019(04)
[2]融合多源信息的液压动力单元故障诊断方法[J]. 武国营,葛伟凤,方传新,王鹏,黄磊,杨超,蔡宝平. 石油机械. 2019(02)
[3]国内外油井管产品现状及未来发展趋势分析[J]. 吕志涛. 中国市场. 2017(36)
[4]先进超声检测技术的研究应用进展[J]. 周正干,孙广开. 机械工程学报. 2017(22)
[5]基于磁导率检测技术的传感器设计研究[J]. 杨梅芳,任尚坤,赵珍燕. 中国测试. 2017(02)
[6]有色金属通电测磁探伤方法可行性研究[J]. 张继楷,康宜华,李冬林,邓志扬. 传感器与微系统. 2016(08)
[7]长输油气管道漏磁内检测技术[J]. 杨理践,耿浩,高松巍. 仪器仪表学报. 2016(08)
[8]基于永磁恒定磁场激励的起始磁化曲线测量[J]. 邓东阁,武新军,左苏. 物理学报. 2016(14)
[9]铁磁平板参数的正弦涡流检测方法研究[J]. 付剑津,雷银照. 仪器仪表学报. 2016(03)
[10]利用局部磁滞回线特性的无损检测新方法[J]. 吴德会,李雪松,黄一民,杨秀淼,刘志天. 仪器仪表学报. 2015(10)
博士论文
[1]表面粗糙度和曲率半径对轴承钢管漏磁检测的影响机制[D]. 杨芸.华中科技大学 2017
[2]通电式交流电场和磁场扰动无损检测方法[D]. 叶志坚.华中科技大学 2015
硕士论文
[1]厚壁管超声无损检测软件开发与关键技术[D]. 崔立铭.北京理工大学 2015
[2]厚壁钢管缺陷水浸超声检测技术研究[D]. 孙昊昱.北京理工大学 2015
[3]火炮身管在线无损检测技术研究[D]. 郭锐.长春理工大学 2008
[4]基于交变磁场测量技术的金属表面缺陷检测系统的研究与实现[D]. 赵海涛.国防科学技术大学 2004
本文编号：2924576
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
强磁化时路径P1的磁导率扰动曲线
图2.12 强磁化时路径P1的磁导率扰动曲线 图2.13 强磁化时路径P2的磁导率扰动曲线如图 2.12 所示，路径 P1的磁导率分布呈现明显的畸变特性，磁导率扰动曲线呈现出“下凹”特征。其中，曲线缓变部分相当于磁导率扰动曲线的基线，其磁导率定义为base 。曲线下凹部分对应缺陷的正上方材料内部空间，可采用常用信号波形的描述参数：峰-峰值、峰宽值来表征曲线，即曲线谷值到曲线峰值定义为ppS ，两峰值点之间的横向距离定义为wS ，若无极大值或者极小值出现，则 为基线到极小值的差值
ppS 。图2.14 弱磁化时路径P1的磁导率扰动曲线 图2.15 弱磁化时路径P1的磁导率扰动曲线如图 2.15 所示，路径 P2对应的磁导率扰动曲线呈现出“下凹”特征，这是由缺陷处磁荷产生的与外加磁场相同的正向磁场引起的，从而导致区域 T1和 T2的磁场增大和磁导率减小。虚线框中所示，随着水平方向远离缺陷壁面，这种磁荷产生的正向磁场逐渐减弱，因此扰动程度逐渐降低，趋于稳定。综上所述，采用磁导率曲线可以很直观的描述缺陷上方的磁导率扰动，选取特征参数wS 和 能够对磁导率扰动曲线进行表征。对于经过缺陷侧面区域的磁导率扰动曲线， 主要取决于缺陷的宽度； 则取决于磁导率曲线的基线值和畸变区域的极值
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多源信息融合的手势智能交互系统[J]. 周菲,蔡晨晓,郑标. 信息与控制. 2019(04)
[2]融合多源信息的液压动力单元故障诊断方法[J]. 武国营,葛伟凤,方传新,王鹏,黄磊,杨超,蔡宝平. 石油机械. 2019(02)
[3]国内外油井管产品现状及未来发展趋势分析[J]. 吕志涛. 中国市场. 2017(36)
[4]先进超声检测技术的研究应用进展[J]. 周正干,孙广开. 机械工程学报. 2017(22)
[5]基于磁导率检测技术的传感器设计研究[J]. 杨梅芳,任尚坤,赵珍燕. 中国测试. 2017(02)
[6]有色金属通电测磁探伤方法可行性研究[J]. 张继楷,康宜华,李冬林,邓志扬. 传感器与微系统. 2016(08)
[7]长输油气管道漏磁内检测技术[J]. 杨理践,耿浩,高松巍. 仪器仪表学报. 2016(08)
[8]基于永磁恒定磁场激励的起始磁化曲线测量[J]. 邓东阁,武新军,左苏. 物理学报. 2016(14)
[9]铁磁平板参数的正弦涡流检测方法研究[J]. 付剑津,雷银照. 仪器仪表学报. 2016(03)
[10]利用局部磁滞回线特性的无损检测新方法[J]. 吴德会,李雪松,黄一民,杨秀淼,刘志天. 仪器仪表学报. 2015(10)
博士论文
[1]表面粗糙度和曲率半径对轴承钢管漏磁检测的影响机制[D]. 杨芸.华中科技大学 2017
[2]通电式交流电场和磁场扰动无损检测方法[D]. 叶志坚.华中科技大学 2015
硕士论文
[1]厚壁管超声无损检测软件开发与关键技术[D]. 崔立铭.北京理工大学 2015
[2]厚壁钢管缺陷水浸超声检测技术研究[D]. 孙昊昱.北京理工大学 2015
[3]火炮身管在线无损检测技术研究[D]. 郭锐.长春理工大学 2008
[4]基于交变磁场测量技术的金属表面缺陷检测系统的研究与实现[D]. 赵海涛.国防科学技术大学 2004
本文编号：2924576
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