基于涡流技术的钢板表面缺陷检测系统研究

发布时间：2017-12-19 06:32

  本文关键词：基于涡流技术的钢板表面缺陷检测系统研究

  更多相关文章： 管道内壁缺陷 涡流检测 桥式涡流传感器 有限元仿真 感应电流密度 提离值

【摘要】：近年来,我国钢材生产量日益增长,2016年全年产量达到11.38亿吨。钢材被广泛应用到国民生产的各个领域。随着石油、天然气使用量的增加,油气管道领域对钢材的需求量逐年上升。管道表面质量是检验管道合格的重要标准之一,管道在制造及使用过程中可能会产生气泡、裂纹、腐蚀等缺陷,直接影响到油气管道的安全运行,造成不必要的经济损失,因此管道表面质量检测至关重要。本文针对油气管道内壁缺陷检测,提出了使用涡流效应的管道内检测方法,涡流检测技术作为无损检测的一种重要方法,凭借着其对试件表面缺陷的测量灵敏度高,响应速度快等优点,已被广泛应用到油气管道的无损检测当中。针对管道内壁缺陷内检测的问题,本文以钢板为研究对象,模拟管道内壁缺陷,采用电桥式涡流检测技术实现管道内壁缺陷的检测与识别,优化了涡流检测传感器,采用桥式涡流传感器,提高了检测精度。利用COMSOL仿真软件建立了涡流检测传感器及待测钢板和缺陷的等效模型,用有限元仿真技术分析了影响钢板中磁感应强度及感应电流密度分布的关键因素,仿真过程中,通过改变传感器尺寸、激励频率及检测传感器离钢板之间距离,得到钢板表面磁感应强度及感应电流密度的变化规律。根据仿真结果优化了涡流检测传感器,制作了涡流检测系统装置,检测系统主要包括激励源电路、放大电路、桥式涡流传感器电路、差分放大电路以及有效值检波电路。通过检测钢板表面不同缺陷类型及改变涡流检测传感器提离值来分析涡流检测装置输出信号,采用与标准缺陷信号的当量对比法,实现了对管道内壁缺陷识别问题。利用涡流检测系统对钢板表面的孔蚀、裂纹缺陷及管道表面裂纹缺陷进行检测,并对比检测传感器在不同提离值下的输出信号。实验结果表明:激励频率越高涡流渗透深度越低,激励频率相同时,随着孔蚀或裂纹缺陷深度的增加,检测信号的幅值明显提升。系统最小能分辨直径为2mm、深1mm的缺陷信号,在检测传感器提离值为4mm时依然能清晰检测出钢板表面缺陷,能实现对缺陷信号的非接触测量。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH878;TP212

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本文编号：1307257