漏磁信号的有限元分析与仿真

在无损检测中,仅仅发现缺陷的存在是不够的,如果能从检测到的缺陷信号中,提取被检件上缺陷的参数,从而了解被检件受损程度,这对被检件合理使用具有重要意义。该文叙述了漏磁检测的原理,介绍了有限元分析方法在管道缺陷漏磁检测中的应用,利用ANSYS软件对不同大小形状的管道缺陷产生的漏磁信号进行仿真分析,并给出了二维仿真结果,由此推导出漏磁信号的参数与缺陷形状大小的对应关系,进而由所检测到的信号反推出被检件损伤情况,为缺陷鉴别及管道寿命评价提供依据。     

管道漏磁检测的二维数值模拟研究

在管道漏磁检测中,缺陷的定量识别一直是个难题,运用有限元分析的方法,建立了漏磁场的数学模型,然后采用有限元分析软件ANSYS建立了漏磁检测装置分析的模型,并进行了二维静态情况的仿真,获得了不同缺陷所产生的漏磁信号,并把这些结果和实验结果进行了比较分析;从这些结果中可以得出了缺陷的特征与其所产生的漏磁信号的特征之间的对应关系,采用仿真的方法来研究漏磁信号的定量识别问题并取得较好的识别效果。     

管道内部漏磁检测的仿真与实验研究

基于管道漏磁检测原理,以Φ325mm规格的管道内检测器为研究对象,运用有限元分析方法建立漏磁场的数学模型,采用ANSYS软件建立漏磁检测装置的二维实体模型,应用静态磁场仿真方法,计算分析矩形缺陷产生的漏磁信号与磁力线分布。并通过内检测器搭建的漏磁信号检测平台,采集由霍尔传感器阵列采集得到的多通道缺陷漏磁信号,分析对比两组实验数据,结果表明:数值仿真与实验数据的变化趋势一致。     

ANSYS在管道漏磁检测中的应用

在介绍漏磁检测原理的基础上,详细论述了利用有限元法分析缺陷信号的方法以及利用ANSYS对漏磁信号的仿真过程和仿真结果,并对结果进行分析.仿真结果表明,这种方法不仅可以检测到缺陷的存在,而且还能根据缺陷产生的漏磁信号来鉴别缺陷大小形状,判断管道受损程度,对工件的科学合理利用有重要意义.     

基于改进YOLOv5算法的管道漏磁信号识别方法

长输油气管道作为能源运输的主要方式,安全问题至关重要。管道漏磁内检测技术作为管道缺陷检测的重要方法之一,在管道安全保障中发挥着重要作用。人工智能技术可实现管道内检测数据的自动识别,对于减少人力工作量,减少人为误差,提升数据判读准确性具有重要意义。通过引入损失函数Distance-IoU对目标检测算法YOLOv5进行改进,利用改进YOLOv5算法对管道漏磁数据进行训练,使之具有对漏磁缺陷信号自动识别的能力。通过实验,对实际漏磁内检测数据进行识别。结果表明,改进的YOLOv5算法实现了管道缺陷漏磁信号的自动检测识别。并且在相同的训练条件下,改进的YOLOv5算法相较于原始算法准确率有明显的提升,在识别缺陷数量上其精度达到92.8％,比原算法提升了3.22％,改进后的模型损失函数平均损失率为3.6％,比原始YOLOv5模型降低了2.2％,表明该方法在管道缺陷漏磁数据自动识别检测方面具有较好的可行性。     

管道腐蚀检测中的脉冲漏磁检测技术

漏磁检测技术广泛应用于管道等铁磁性材质的检测;由于常规漏磁检测的局限性,往往难以检测近表面和表面下缺陷;在分析漏磁检测原理基础上,采用脉冲交流磁化方式;介绍了脉冲漏磁检测系统,并对不同深度的缺陷钢管试件进行了试验,试验结果表明提取脉冲漏磁检测传感器(径向分量)输出的瞬态输出电压信号可对表面和表面下腐蚀缺陷进行有效识别;脉冲漏磁检测方法综合了漏磁检测和脉冲涡流检测的优点,具有快速、定量检测的特点,在管道等的缺陷检测中具有广阔的应用前景。     

脉冲漏磁检测技术中新型传感器设计及实验验证

漏磁检测法广泛应用于铁磁性材料的缺陷检测.应用有限元法对一新型脉冲漏磁传感装置下钢管缺陷产生的漏磁场进行了仿真分析,仿真结果表明提取缺陷漏磁场三维分量进行缺陷识别,相比较传统的提取一维或二维缺陷漏磁场分量而言,可获取更多有关缺陷尺寸、位置等信息,提高对缺陷的识别能力.采用所设计的新型脉冲漏磁传感器,对脉冲漏磁三维检测分量信号进行了分析,由三维检测信号峰值扫描波形可有效识别缺陷,并评估缺陷长度、深度等信息;实验结果与仿真分析有较好的一致性.     

基于三轴漏磁与电涡流检测的管道内外壁缺陷识别方法

提出一种用于管道检测中内外缺陷识别装置方案及识别方法,分别通过三轴正交霍尔传感器和电涡流传感器对管道进行检测,将采集的电压信号经由放大滤波、A/D转换进行信号处理后,将漏磁数据存储下来,将存储数据导入上位机软件,训练出SVM分类机后对这些数据进行分类,甄别出缺陷信号,剔除由于管道自身结构影响所产生的干扰信号。再判断漏磁检测出现缺陷异常时,电涡流是否同样检测到缺陷异常,若电涡流的检测未出现异常,则证明管道有外部缺陷;若电涡流的检测出现异常,则证明管道有内部缺陷。利用本方法进行管道缺陷内检测时,可以更准确地识别内外缺陷。     

管道裂纹缺陷漏磁场的有限元仿真

提出了一种海底油气管道裂纹漏磁检测的有限元分析方法。首先根据麦克斯韦方程组和三维有限元分析原理建立了数学仿真模型,并将仿真结果与实际检测实验数据进行比较,验证了该方法的可靠性。最后,通过仿真分析得出了裂纹的深度、宽度等几何参数对漏磁信号特征的影响规律,并给出它们的关系曲线。该方法为实际利用漏磁场分布检测海底油气管道裂纹提供了重要的依据。     

基于ARM的输油管道漏磁检测实验平台的研制

为了分析出在海底输油管道中采集到的管道缺陷数据与管道缺陷类型之间存在的对应关系,研制了一套分析管道缺陷类型的评估试验平台;该平台基于漏磁检测原理,运用ARM处理器和μC/OS-Ⅱ系统为核心,将漏磁探头传感器检测到的大量管道数据经过ARM模块预处理后存储到IDE硬盘,同时通过设计的USB接口将预处理后的数据上传到PC机,采用相应的软件对数据进行分析评估得到不同类型缺陷的信息;经过不断的研究和修改使实验平台的功能得以实现并成功进行数据的采集和分析,该实验平台为实际工程中输油管道的缺陷检测提供理论依据和现实意义。     

高温钢管漏磁检测的仿真与试验研究

高温钢管的快速无损检测对于保证管体质量、降低后续加工成本具有重要的意义;研制了漏磁检测系统和具有多种冷却方式的检测探头,研究了高温钢管实施漏磁检测的信号特性,证实管体温度在居里点以下时开展漏磁检测是可行的;试验和仿真结果表明,普通探头在15～780℃下检测时,探头受温度影响大,在室温和650℃时信号分别为2.12V和2.27V;高温探头采用风冷和水冷的方式,大大改善了探头的温度特性,信号在100～650℃范围内变化较小;铁磁性材料在居里点附近饱和磁化强度迅速下降,缺陷信号也随之减小,揭示了漏磁检测的适用温度范围。     

基于相空间模糊熵算法的金属缺陷形状辨识

提出了一种多线圈涡流无损检测方法,通过相空间模糊熵算法分析涡流信号复杂度,进而实现对金属微小缺陷形状的辨识.为了从足够的测量信息中获取有效的缺陷特征,设计了多线圈传感器模型.通过仿真实验选取适合的传感器参数和激励模式.采用相空间模糊熵算法,研究不同大小、深度、形状的缺陷对涡流信号复杂度的影响.为了准确提取涡流信号的内在规律,获得对缺陷敏感的信号分析结果,对涡流信号进行相空间重构,并在重构的相空间中计算信号的模糊熵.分析结果表明:随着缺陷体积的增加,模糊熵增大,涡流信号的复杂度增加.根据不同形状缺陷的模糊熵均值分布图,可以实现对孔、洞、裂缝3种缺陷较精确的区分.     

炮管内表面磨损图像的检测技术研究

炮管内表面的磨损对火炮的弹道学性能有决定性的影响，其磨损状态的检测对火炮的使用、维护和寿命评估也有重要作用。炮管的磨损基本上可分为两种：一种称为磨蚀磨损。它是由弹丸和炮管内膛的摩擦作用形成的。它使得膛线炮炮管内膛的膛线变得越来越光滑；另一种为烧蚀磨损，它是由弹药燃烧所产生的高温高压气体造成的炮管内表面磨损，它的表现形式为一系列的烧蚀裂纹和蚀炕。这两种磨损具有不同的表现形式和评价标准。有必要对这两种磨损进行区分和分别检测。在炮管图像中，由于膛线边界和由烧蚀形成的裂纹和蚀炕边界具有不同的方向特征：膛线边界具有一个特定的方向，表现为各向异性；而裂纹和蚀炕的边界则没有特定的方向，表现为各向同性，因此边界的方向性可以作为区分、检测烧蚀磨损和磨蚀磨损的一种手段。为了正确地对这两种磨损进行检测，首先对磨蚀磨损和烧蚀磨损特征进行了数学建模，并提出、证明了磨损特征算子和相应的磨损检测算法，试验证明，该算法能有效地对炮管内膛的磨蚀磨损和烧蚀磨损特征进行区分和计算，从而实现了炮管磨损特征的图像检测。     

脉冲涡流铁磁性材料缺陷检测系统设计

针对金属缺陷中最常见的金属裂纹问题,以厚度均匀的铁磁性材料为主,设计了一种脉冲涡流铁磁性材料缺陷检测系统。该系统分为软件和硬件两部分,硬件部分主要用于信号的发生和采集,软件部分用于完成信号的分析和处理。通过对时域特征值分析,得出铁磁性材料裂纹缺陷的深度与对应的差分信号的峰值特征值呈有规律的一次线性关系,实现了铁磁性材料裂纹缺陷深度的尺寸量化。     

基于漏磁检测的钢管探伤监控系统设计

针对钢管漏磁检测的特殊性,设计开发了一种带有干扰滤波的探伤监控系统,采用信号接收模块配合多串口卡,开辟了多个内存缓冲区,将数据进行多线程并行分析处理,极大地提高了数据处理的速度和检测的实时性。采用均值平移小波阈值去噪法对漏磁检测信号进行降噪处理,有效降低了测量噪音等干扰因素的影响,并消除伪吉布斯现象。软件部分利用 Visual Studio C＃进行开发,可以实现无人值守条件下的全自动流水线检测控制、自动钢管缺陷判断、报警和分析处理等功能。系统具有高的实用性和可靠性。     

焊接缺陷超声检测回波信号的双谱分析

针对焊接缺陷超声检测中信号处理的特征提取问题，应用高阶谱方法对三类压力容器焊接缺陷的超声回波信号进行了分析，在焊接缺陷超声检测中，回波信号的相位携带有被检对象重要的结构特征信息。高阶谱方法与常规的功率谱分析方法不同，它不仅有振幅而且包含有相位，能揭示常规功率谱分析所不能表现的重要信息。本文应用高阶累积量技术对缺陷回波信号进行双谱分析，提取出缺陷回波基于双谱的平均相位信息作为特征参量，取得了较好的识别结果。     

去除漏磁信号中系统噪声的小波系数去噪方法

漏磁无损检测普遍用于铁磁材料的无损检测中,是近年来输油管道检测中常用的一种有效方法。研究了输油管道检测中漏磁信号的去噪问题,由于漏磁信号被多种噪声源所污染,极大地降低了漏磁信号中缺陷信号的可检测性。通过利用小波系数去噪, 提出一种去除漏磁信号中系统噪声的新方法。实验结果说明:该方法的去噪效果优于传统的小波去噪方法。     

炮膛疵病检测系统设计

炮膛疵病检测系统由爬行器本体、电控箱、工控计算机以及控制软件组成.爬行器本体在电控箱和计算机的控制下在炮膛内爬行进行炮管检测,并采集存储疵病图像,然后用系统软件对疵病图像进行预处理及疵病长度、面积计算.处理后的疵病信息存人数据库,为火炮提供定量的疵病测量信息.     

球粉板表面缺陷在线检测

为快速准确检测球粉板表面缺陷,对球粉板表面光学特性不一致性和缺陷类型的多样性等关键问题进行了分析,以利于有效地解决关键问题;论文提出采用基于模板图片创建矫正模板来解决被测板材表面光学特性变动的均化问题、自适应萃取二值化阈值解决二值化阈值整定问题,以提高软件的执行鲁棒性;通过自定义算法实现了细线型缺陷修补,有效地提高了划痕类缺陷检测的精度和可靠性;提出了筛查模型实现了符合缺陷检测精度要求的噪点筛除;通过大量现场实验验证了本系统能够正确高效实现球粉板表面缺陷检测定位标识和面积测量功能,以及达到了目标检测精度;本系统能很好地胜任球粉板在线表面缺陷检测;实验证明检测系统非常高效精准,极大地提高了生产线自动化能力。     

螺纹缺陷识别的ANSYS仿真研究

针对钢管螺纹缺陷的识别,提出了采用交变漏磁法进行判别。应用有限元法对钢管螺纹缺陷的漏磁场进行仿真,使带偶极子模型的近似解析解得到弥补。根据有限元建模理论建立了模型,仿真得到有无缺陷两种情况下的螺纹结构的磁场分布,提出了螺纹缺陷的识别方法:对漏磁场分析主要采用的是漏磁场的水平分量Bx,整个无缺陷螺纹结构整体为一宽裂纹,伴有一系列表征螺纹结构的有规律的小脉冲,当有缺陷出现时,有规律分布的小脉冲就会被破坏掉,对比有无缺陷仿真结果可完成对缺陷的识别,仿真结果与实际情况相符。本研究结果为实验设计提供了有力依据。