工业管道腐蚀脉冲涡流检测传感器仿真研究

发布时间：2017-04-23 08:12

  本文关键词：工业管道腐蚀脉冲涡流检测传感器仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 目前,在石油、化工等工业的设备检测中,采用常规的无损检测方法检测带有一定厚度保温层和保护层管道的内部腐蚀情况,不仅费时费工,而且不能实现在役运行管道的实时检测。针对这一问题,本文采用ANSYS有限元软件对脉冲涡流无损检测技术进行了仿真研究,特别针对脉冲涡流传感器尺寸的参数优化进行了研究。 脉冲涡流(PEC)检测技术是近些年发展起来的一种新型的无损检测技术,与传统的单频正弦涡流相比,脉冲涡流采用具有一定占空比的方波作为激励源,具有频谱宽、信号穿透能力强以及精确度好等优点,因而对带有保温层和保护层管道内部腐蚀情况的检测显示了较大的优越性。 论文首先介绍了脉冲涡流技术的检测原理和ANSYS软件分析电磁场的理论基础,然后根据提出的问题建立了脉冲涡流检测系统的有限元模型,并采用提取特征量的方法对仿真结果进行了分析。 其次,利用所建立的有限元模型对脉冲涡流传感器参数进行了仿真研究,分别讨论了激励脉宽、频率和激励线圈的匝数、内半径、厚度、长度对检测线圈差分感应电压的峰值和过零时间的影响,为脉冲涡流传感器尺寸的优化提供了理论参考。 最后,采用参数优化的脉冲涡流传感器,仿真分析了不同缺陷的长度、宽度和深度对差分感应电压的峰值和过零时间的影响,为实际检测过程中腐蚀缺陷的定量检测奠定了基础。
【关键词】：脉冲涡流 管道腐蚀 ANSYS 传感器 有限元仿真
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH878
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 涡流检测技术概述11-14
• 1.2.1 涡流检测技术的发展历史11-12
• 1.2.2 传统涡流检测技术12-14
• 1.3 脉冲涡流检测技术概述14-19
• 1.3.1 脉冲涡流检测技术的特点14-16
• 1.3.2 国内外的研究现状16-18
• 1.3.3 脉冲涡流检测技术的发展趋势18-19
• 1.4 有限元数值计算及仿真软件的发展19-20
• 1.4.1 有限元数值计算方法的发展19-20
• 1.4.2 有限元仿真软件的发展20
• 1.5 课题研究的内容20-21
• 1.6 本章小结21-22
• 第二章 脉冲涡流检测技术理论基础22-26
• 2.1 基本原理22
• 2.2 脉冲涡流的分布规律22-25
• 2.2.1 趋肤效应23-24
• 2.2.2 径向分布规律24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 ANSYS 电磁场仿真理论研究26-33
• 3.1 概述26
• 3.2 ANSYS 分析电磁场的理论基础26-30
• 3.2.1 麦克斯韦方程26-28
• 3.2.2 微分方程28-29
• 3.2.3 边界条件29-30
• 3.3 ANSYS 分析电磁场的基本方法30-31
• 3.3.1 磁标量位法30-31
• 3.3.2 磁矢量位法31
• 3.3.3 棱边单元法31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 脉冲涡流检测系统的参数化(APDL)建模及仿真33-47
• 4.1 APDL 参数化语言概论33
• 4.2 参数化(APDL)有限元模型的建立33-46
• 4.2.1 问题的描述33-34
• 4.2.2 创建几何模型34-39
• 4.2.3 划分网格39
• 4.2.4 定义耦合电路39-41
• 4.2.5 施加边界条件和载荷41-42
• 4.2.6 求解42-43
• 4.2.7 后处理及分析43-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 影响检测结果因素的仿真分析47-70
• 5.1 引言47
• 5.2 激励电压参数对检测结果影响的仿真分析47-52
• 5.2.1 激励脉宽47-49
• 5.2.2 激励频率49-52
• 5.3 激励线圈尺寸对检测结果影响的仿真分析52-64
• 5.3.1 匝数52-55
• 5.3.2 内半径55-58
• 5.3.3 厚度58-61
• 5.3.4 长度61-64
• 5.4 缺陷尺寸不同时的检测结果及仿真分析64-69
• 5.4.1 缺陷长度65-66
• 5.4.2 缺陷宽度66-68
• 5.4.3 缺陷深度68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 结论70-72
• 6.1 主要研究成果70-71
• 6.2 工作展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士期间发表的论文76-77
• 致谢77

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王肄辉;郭林园;田野;;油气井套管电磁探伤理论研究[J];电子测试;2012年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 杜杏;高速轴向磁力驱动机构机械与磁学性能分析及试验台设计[D];武汉纺织大学;2011年

2 王赓;小口径输油管道内检测技术研究[D];沈阳工业大学;2012年

3 康小伟;包覆层管道腐蚀脉冲涡流检测机理与方法研究[D];南昌航空大学;2012年

4 王金凤;椭圆体缺陷PE燃气管道受温度影响的力学特性研究[D];西南石油大学;2012年

  本文关键词：工业管道腐蚀脉冲涡流检测传感器仿真研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：322084