铁磁性套管脉冲涡流检测的时域解析解

发布时间：2024-02-16 04:29

　　脉冲涡流检测因具有低功耗、响应频谱宽、对不同深度缺陷具有较高灵敏度等特点而愈发受到重视。然而当前多数套管检测研究均使用电流源作为激励,由于激发线圈存在自感,其在电流脉冲激励信号的上升和下降沿将产生一个极大的反向瞬时感应电压。因此在这类研究中,对电流源激励的功率和稳定性提出了极高的要求。为解决电流型脉冲激励的上述问题,给出一种电压型脉冲激励套管涡流检测方法并推导了其时域解析解。首先,分析了激发线圈自感及套管涡流对激励电流的影响。然后,使用了更为准确的脉冲激励函数进行解析计算,并通过磁场叠加推导了激励、涡流磁场在接收线圈中的时域感应电压解析解。实验表明,得出的解析计算结果与实验电流、感应电压的相对误差分别为2.9%和9.6%,提升了理论数据的准确性。

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【部分图文】：

图1PECT铁磁性管道检测模型

分别代表激励线圈和接收线圈的内外半径,两个线圈间的中心距离用d表示,且线圈与套管同轴。l和l2分别为线圈的长度。在本文中共划分4个区域,分别为区域1:0<ρ≤re1,区域2:re2<ρ≤r1,区域3:r1<ρ≤r2和区域4:r2<ρ。由于接收线圈位于套管内部,因此本文主要研究位于....

图2理想脉冲激励与实际脉冲激励信号

式中:T为脉冲激励的周期;ωn为第n个谐波信号的频率且ωn=nω0,ω0=2π/T为基频。表示为:={cos(ωnτ)-cos[ωn(τ-γ)]}/ωn2(43)对式(42)进行傅里叶变换,则可得感应电压的频域表达式为:

图3实验系统

本节将使用提出的电压型脉冲涡流进行套管检测,并验证所构建的解析解。实验系统如图3所示,其中,激发线圈的匝数为3151匝,内半径和外半径分别为17mm和25mm,长度为100mm。接收线圈共两个且分别位于区域1和区域2,在验证不同区域的时域解析解时,使用对应区域的接受线圈。....

图4激励线圈中的电流

表1谐波数对计算结果的影响Table1TheInfluenceofharmonicnumberontheoreticalresults谐波数101520305070相对误差%51.330.315.89.98.78.6t40/s6....

本文编号：3900821