悬跨管道弯曲度检测特征提取方法研究

悬跨弯曲严重威胁着海底管道安全,可以使用不易卡堵、收发便捷的球形内检测器开展准实时检测。 通过在球形内检 测器内合理布置加速计及其质量分布,实现了球形内检测器在管道内的定轴转动,建立了加速度计的精确输出模型,实现了对 加速度交流分量频率和直流分量的提取,用于指征管道向下弯曲。 通过峰值检测或连续小波变换从加速度数据中提取直流分 量,可以实现对管道弯曲的高灵敏检测。 若加速度频谱特征峰为单峰,则管道没有发生悬跨弯曲;若特征峰存在展宽现象,则管 道发生了悬跨弯曲。 对于 12 m 的管道,弯曲检测分辨率可以达到 1 cm。     

横向磁通永磁直线电机电磁振动特性分析

横向磁通永磁直线电机的电负荷与磁负荷相互解耦，且各相之间相互解耦，易于实现模块化和多相化，因此在石油开采领域有着良好的应用前景。首先，该文基于磁场调制原理，对横向磁通永磁直线电机的径向电磁力波进行了推导计算，得出对径向电磁力波影响最大的因素为轴向气隙磁通密度分量与径向气隙磁通密度分量，在此基础上对径向电磁力波的时空特性与频谱特性进行仿真计算，得出电枢磁通密度对电机径向电磁力波的频谱特性的影响；然后，考虑到电机实际运行中可能出现的次级偏心问题，揭示偏心度的大小对径向电磁力波幅值的影响，并对比不同偏心度下的电机径向磁拉力与轴向磁拉力，定量分析偏心度对不平衡磁拉力的影响；最后，为避免共振，利用有限元软件对电机的初级进行了模态分析与谐响应分析，结果表明低速状态下横向磁通永磁直线电机的额定运行频率较低，不会引起初级的共振，适合用作往复式潜油电泵的驱动电机。     

基于磁弹效应的悬跨管道应力检测方法研究

为了实现管道悬跨检测,并适应现场管道内检测器的快速移动状态以及对应力传感器阵列低功耗的要求,本文提出了 一种弱交流磁化条件下基于磁弹效应的管壁应力检测方法。 首先通过有限元仿真研究了管道悬跨的受力特性并确定了应力传 感器部署方案。 其次建立了阻抗法钢材应力测量模型,设计并制作了应力传感器,最后开展了实验验证。 结果表明管道顶部和 底部的轴向应力可以灵敏地表征管道悬跨状态;弹性应力变化范围为 0 ~ 50 MPa 时,传感器线圈阻抗与应力呈负线性单调关 系,且灵敏度系数的线性拟合优度大于 0. 92;灵敏度随着激励频率增加而增加,当激励频率在 30 kHz 时,平均灵敏度系数为 -0. 018 Ω/ MPa;单个传感器功耗不超过 0. 1 mW。     

基于解析模型的永磁球形电机永磁体优化设计

永磁球形电机气隙磁通密度的基波幅值和波形畸变直接影响电机性能。本文采用球谐级数推导了永磁球形电机永磁体阵列气隙磁通密度径向分量的解析模型,分析了弧长系数、永磁体厚度和气隙长度对基波幅值和波形畸变率的影响。利用气隙磁场的解析模型,以基波幅值和波形畸变率为优化目标,采用粒子群算法对六极永磁体阵列进行了多目标优化并对优化结果进行了比较和验证。结果表明,在永磁体体积相同情况下,优化的平行磁化永磁体阵列比全极距平行磁化永磁体阵列和径向磁化永磁体阵列具有更高的基波幅值和更小的波形畸变率。     

径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机

横向磁通永磁发电机的旋转方向垂直于内部永磁体产生磁力线所在的平面,解决了传统永磁发电机磁路和电路相互制约的问题。因其具有高转矩密度、良好低速特性等优势,故在低速直驱风电领域得到了广泛的关注。基于目前磁通切换型横向磁通永磁风力发电机永磁体利用率不高的问题,本文提出了一种径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机结构,在阐述了径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机的基本结构和原理之后,为得到发电机设计时的主要参数,通过传统永磁发电机经验公式推导出该发电机的电磁设计公式,在此基础上通过ANSYS Maxwell软件对径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机空载情况进行三维有限元分析,得到内、外齿下气隙磁密、磁链和反电势等参数,验证了所设计发电机的合理性。     

管道电磁超声传感器阵列检测技术研究

采用电磁超声传感器阵列对管道进行缺陷检测,不仅能够提高电磁超声检测信号的信噪比、灵敏度与分辨能力,同时也能增强电磁超声检测的直观性与灵活性。本文详细阐述了基于洛伦兹力的周期永磁铁阵列式电磁超声传感器(PPM-EMAT)激励超声导波的工作原理,及利用全聚焦算法结合极性一致性算法对缺陷进行定位与成像的工作机理。建立了有限元仿真模型,验证了准T(0,1)模态导波在管道结构中的传播过程。利用研制的多通道电磁超声检测系统,对含缺陷的不锈钢管道进行了检测实验,实验结果表明,研制的系统能够检测出管道试样中的多个通孔缺陷,纵向定位误差可控制在1.5%以下,实现了基于阵列电磁超声传感器的管道缺陷成像与定位。     

永磁铁氧体磁瓦常见性能问题及其技术措施

永磁铁氧体磁瓦内弧面提供的磁通密度与电机的性能密切相关,因此要求其内弧面具有尽可能高的磁通密度,而国内生产的磁瓦常常是内弧面磁通密度低于外弧面,这与国外先进产品形成强烈反差.本文从取向成型的磁路、模具及料浆粒度分布、产品充磁方式等方面归纳和分析了国内磁瓦性能问题的原因,提出了相应的解决方法和技术措施,以期对国内磁瓦的生产提供有益的指导.     

新型双层Halbach永磁阵列的解析分析

提出了一种新型双层Halbach永磁阵列,该阵列结构简单、易于优化,可以得到很高的气隙磁通密度正弦度。设计了一台高速无槽永磁同步电机,运用标量磁位法对双层Halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行了解析分析,得到了气隙磁通密度的数学表达式,并进一步得到了电机空载反电动势。分析表明,优化后的气隙磁通密度的谐波畸变率仅为0.5%,反电动势中的谐波含量也非常小。制造了一台样机并进行了实验研究,通过解析、仿真与实验结果的对比,验证了解析方法的正确性。     

直驱海浪发电用直线电机的设计与分析

海浪能源是一种无污染的可再生能源。传统的海浪发电装置一般采用旋转电机与液压系统相结合的能量转换系统,其成本高、损耗大。介绍一种采用直线电机且无中间传动机构的直线驱动系统。设计了1台永磁同步直线电机,分析了横向磁通与纵向磁通电机的性能。横向磁通永磁同步直线电机具有较好的性能特点更适合于直驱海浪发电装置。最后给出了电机内电路和磁场的模型及分析结果。     

基于漏磁补偿的变压器结构件损耗与磁通分布研究

为研究电力变压器内部由导磁钢板和取向硅钢片组成的屏蔽构件在漏磁场激励下的电磁性能,提出并设计了基于漏磁补偿的试验模型,考察了不同磁屏蔽结构中的杂散损耗和磁通分布。通过试验研究和数值计算获得了电力变压器不同类型屏蔽结构中的杂散损耗和磁通密度分布情况,并进行了对比分析。提出了采用等效均匀化磁导率、电导率处理方法计算电力变压器磁屏蔽构件杂散损耗的实用措施。在不同激励条件下,测量得到的损耗结果和仿真结果具有很好的一致性,说明了提出的结构件杂散损耗试验研究和仿真分析方法的有效性。试验和仿真结果同时表明:在相同的漏磁通激励条件下,立式磁屏蔽相对平式磁屏蔽的损耗值更低,以磁屏蔽中心工作磁通密度1.5 T为例,立式磁屏蔽的损耗约为平式磁屏蔽损耗的20%左右。     

火力发电厂锅炉管道无损检测技术现状和展望

阐述了对火力发是 锅炉管道进行无损检测的意义,介绍了锅炉管道无损检测新技术,根据我国火力发电厂锅炉管道无损检测技术发展的现状,指出应积极研究,开发和推广电磁超声检测技术、和无损检测自动化技术,以满足我国电力工业发展的需要。     

基于磁记忆方法的管道应力检测设备的开发

为了解决管道应力检测中难以自动判断的问题,开发了一种基于磁记忆方法的管道应力检测设备。首先介绍了磁记忆方法实现管道应力检测的原理,搭建了以S3C2140芯片作为核心的检测系统,其中选用各项异性磁阻(AMR))传感器HMC 5883L作为弱磁场采集探头,开发了基于Linux嵌入式系统的显示终端,根据GB/T 35090制定应力集中判定方法,实现了对管道应力集中的定量评价。该设备的磁场检测精度与TSC系列检测仪无显著性差异。最后采用了残余应力XRD测量法对试样应力集中情况进行验证。实验表明,该设备能够反映材料内部应力集中情况,适用于输送管道的应力集中的检测。     

管道缺陷检测与外形量化研究

介绍了管道漏磁在线检测仪整体结构,对关键硬件设计进行分析,叙述了漏磁场信号的预处理方法和缺陷漏磁场的补偿技术,对缺陷的长、宽、深外形参数量化进行了研究,编制管道缺陷分析软件实现了量化缺陷外形的整个过程,通过实验验证量化算法有效可行,提高了国内管道缺陷检测和量化的精度.     

Localization technique research of a pipeline robot based on the magnetic-dipole model

The magnetic field distribution of an emission antenna is studied in this paper. When the slenderness ratio of the emission antenna is high, the emission antenna can be simplified as a magnetic dipole for practical application. The numerical results of the magnetic dipole magnetic field show that the magnetic magnitude distribution has a hump-shape, whose direction is perpendicular with the antenna axis direction. A localization method based on the hump-shape signal detection is presented. The experimental result shows that the precision can reach a value of ±5 cm. The method can be used to localize a pipeline robot working in a metal pipe. __________ Translated from Chinese Journal of Radio Science, 2006, 21(4): 553–557 [译自: 电波科学学报]     

1000 kV特高压输电线路对地下油气管线的影响

输电线路与地下油气管线平行、交叉的情况大量存在.分析了输电线路对地下油气管线的静电感应、磁感应和地电位升,结合相关规程要求,得出了输电线路在油气管线上感应电压的计算公式,并计算了某1000 kV输电线路对地下油气管线的感应电压,所得结果可为输电线路跨越地下油气管线设计提供参考.     

多种管线敷设方式在台山电厂工程中的应用

台山电厂工程设计中, 因地制宜地采用了以综合架空管架为主的多种管线敷设方式, 是我院在大型工程设计中首次应用, 取得了较好的效果。本文对设计中采用的以综合架空管架为主的各种敷设方式作简要介绍, 并简析了其优缺点。     

地下综合管廊建设初探

地下综合管廊的建设是合理利用地下空间的有效手段。介绍了国内外城市地下综合管廊建设的概况,分析了地下综合管廊的特点,讨论了规划原则、建设条件以及包括其中电力管线敷设的有关技术问题。     

降低流水线型模数转换器功耗

文中提出基于开关电容电路设计形式的功耗优化方法.该方法通过减小采样电容与反馈电容的比值来优化功耗,适用于高速、低精度的流水线型模数转换器.使用此方法可使每级位数均为1.5bit的流水线型模数转换器节省10%的功耗.     

基于FPGA的数据采集系统的研究与实现

针对生产现场的实际要求，利用FPGA集成开发软件Quartusll和Verilog硬件描述语言，基于Cyclone系列芯片设计实现了实时数据采集系统。从设计思路、实现方案以及调试结果等几方面详细阐述了FPGA协调控制下的数据实时采集、存储、传输等实现过程。相关运行结果表明系统性能稳定、响应快速，完全满足设计要求，验证了设计实现方案的可行性和有效性。