电站锅炉管内壁缺陷多通道涡流检测装置试验研究

为检测电站锅炉管内壁缺陷,在分析涡流检测原理基础上,建立管道及检测线圈三维仿真模型,进行管内壁缺陷单通道及多通道涡流检测分析。分析结果表明,线圈直径范围内检测灵敏度最高点位于线圈半径1/2处,灵敏度最低点位于线圈外径边界处。据此设计制 作了多通道涡流检测装置,该检测装置可有效检测出试样管道内壁的5.0 mm×0.2 mm× 0.2 mm（长×宽×深）缺陷,且实际管道检测结果准确可靠,为电站锅炉管内壁缺陷高灵敏度自动化检测提供了一种新的方法。     

发电厂管道脉冲涡流测厚关键技术研究与应用

发电厂汽水管道一般在管道外加装保温层,提高热交换效率。铁磁性管道的主要检测手段是常规超声检测和导波检测,检测前需要将管道外壁的保温层拆除,检测工序繁琐,导致检测时间和成本增加。脉冲涡流检测方法可在不拆卸保温层的条件下,实现管道快速筛查。检测线圈方式和灵敏度是脉冲涡流检测的重要指标,利用ANSYS中的Maxwell模块进行管件建模及仿真,对比同轴式与垂直式检测线圈对检测结果影响,选择合适的检测线圈,研究脉冲涡流检测灵敏度,在试块中进行验证总结,提出脉冲涡流技术未来的发展方向。     

导电性包装材料内的金属异物检测研究

针对铝箔包装产品中混入金属异物时,对高频磁场屏蔽而无法有效检测的问题,提出一种采用低频磁场来检测金属异物的方法。研究结果表明,利用微小磁场检测导电性包装材料内的金属异物的方法可行,检测线圈在最佳检测频率下能够得到较好的区分度,能够检测出金属异物;单线圈检测时,当检测频率为5.5 k Hz时,区分效果最好;双线圈检测时,当检测频率为7 k Hz时,区分效果最好,且检测区分度明显高于单线圈检测,金属异物的尺寸不影响检测线圈的最佳检测频率。     

激励电流对脉冲涡流检测的影响研究

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,而后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明：当被测试件缺陷尺寸不同时,差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。     

提升无线充电异物检测系统灵敏度的高阶复合谐振拓扑

针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻抗变化的放大作用;其次在合理设计参数下分析复合谐振拓扑对检测灵敏度提升的可行性;然后根据谐振拓扑对线圈阻抗变化的放大特性设计一种高阶复合谐振拓扑,并对该拓扑结构中各器件参数进行优化;最后对所提出的高阶复合谐振拓扑的检测灵敏度及其具体实现电路进行实验验证。实验结果表明,针对检测线圈边角位置处的金属异物和曲别针等小尺寸异物,系统检测灵敏度可达62.31%和119.23%。在金属异物对检测线圈阻抗影响的微小变化下,所提出的高阶复合谐振拓扑具有足够高的检测灵敏度并可以完全消除检测盲区。     

基于机器视觉的波纹补偿器轴向尺寸检测方法

波纹补偿器是现代管路中进行补偿的关键部件，波纹补偿器通过自身弹性元件的有效伸缩变形来吸收管路中由热胀冷缩、压强过大等原因而产生尺寸变化的一种补偿装置，为实时检测工业管道中波纹补偿器轴向尺寸变化过大导致的故障状况。本文设计了一种基于机器视觉技术改进的边缘检测算子对波纹补偿器轴向尺寸进行检测，采用混合滤波代替高斯滤波过滤噪声，通过形态学处理对图像细化，最后使用OTSU算法实现待测物体和背景的分离。实验证明，机器视觉技术可以检测出波纹补偿器的轴向尺寸，该方法可以解决工业管道中波纹补偿器轴向尺寸难以实时检测的问题，同时检测设备安装方便、使用安全、精度也能达到预期指标。     

管道几何参数对双向水流整流装置性能的影响

双向水流整流装置的几何参数会对其性能产生较大影响，进而影响整个发电装置的性能。为提高双向水流的能量利用率，以水流流速与叶片获得速度的平均流速比作为衡量双向水流整流装置性能的指标，通过数值仿真，对装置的内外转角半径以及出入口过渡段长度进行优化，研究提高水轮机叶片获得功率的方法。研究与仿真分析表明，当双向水流整流装置上下管道内外转角半径相等且均为2倍管道直径，以及当双向水流整流装置上下管道内外转角半径分别为1.5倍管道直径和2倍管道直径时，可以获得较好的工作性能；当双向水流整流装置出入口过渡段长度为0.4倍管道直径时，也有利于改善双向水流整流装置的性能。     

一种采用仰角交叉点的金属管道涡流测厚方法

管道外放置式线圈的偏转会严重影响管道涡流检测的性能。基于管道外任意放置式线圈激励的管道涡流场的解析解,分析激励螺线管线圈放置角度变化对线圈相对阻抗增量的影响,得到激励线圈相对阻抗增量随水平旋转角和垂直仰角变化的规律。通过分析垂直仰角对激励线圈阻抗增量的影响,发现不同垂直仰角下线圈相对阻抗增量在一小范围内两两相交。这个小范围被定义为仰角交叉域,其中的交点被定义为仰角交叉点。在仰角交叉域内,线圈阻抗增量受线圈垂直仰角变化的影响很小,因此它可以被用于管道涡流检测。通过拟合垂直仰角0°和90°扫频曲线的虚部仰角交叉点频率值与管道厚度的特征方程,得到一种基于仰角交叉点的非铁磁性金属测厚方法。最后通过实验测量了不锈钢金属管道的厚度,测量结果相对误差为2.08%,验证了该方法的正确性。     

巡检机器人无线充电线圈偏移容忍力改善研究

为了解决巡检机器人无线充电时两耦合线圈偏移导致耦合系数下降速度过快的问题,提出一种发射和接收线圈半径匹配的优化设计方法。首先建立感应耦合式电能传输系统等效模型,得到传输效率与线圈互感和内阻的关系,并利用有限元仿真软件得到圆形和方形线圈间耦合系数在不同偏移失调情况下的变化曲线。然后推导出圆形线圈间耦合系数与半径比和距径比的关系,根据该关系和限定条件得到优化后圆形和方形线圈尺寸。最后绕制线圈进行实验验证,对比发射线圈优化前后对耦合系数和传输效率的影响。实验结果表明:优化后线圈可以明显减缓耦合系数的下降,提高系统传输效率,验证了所提设计方法的正确性。     

基于瞬变电磁法的传感器设计及仿真研究

针对瞬变电磁检测技术探头开展研究。首先介绍了瞬变电磁技术原理,分析目前几种聚焦探头的优缺点,然后根据设计要求提出一种新型瞬变电磁聚焦探头结构,解决瞬变电磁探头不聚焦,能量小及设备笨重等缺点,最后通过有限元仿真验证新型聚焦探头的聚焦效果,并与传统线圈仿真结果进行对比。结果表明,新型聚焦探头使磁场的主要能量聚焦在半径小于0.3 m,比传统线圈磁场分布缩小了40%,磁感应强度B=1.499 8×10-5,比传统线圈感应强度提高了19.3%,且聚焦探头比传统线圈的磁感应强度分布梯度较大。为瞬变电磁技术探头优化设计及精确测量金属管道腐蚀量提供了有效的参考价值,也为该技术在压力管道和热力管道的扩展应用提供了依据。     

感应线圈弹射器端板对性能的影响分析

感应线圈弹射器的驱动线圈采用脉冲电源供电,放电瞬间电枢产生大推力加速到极高的速度,同时驱动线圈两端的支撑端板将承受很大的轴向反作用力,在实际工程中其采用高强度的Q345材料,设计上不仅需要关注机械强度,还需要关注对弹射性能的影响,影响因数主要是安装位置。本文基于Maxwell二维瞬态仿真模型,仿真分析了支撑端板位置对线圈弹射器性能的影响,然后设计完成了单级线圈弹射器并进行试验,试验与仿真结果相吻合。结果表明:支撑端板距离驱动线圈铜导线越远,影响越小,弹射器的发射效率越高。对于文中模型,两者之间距离s超过0.654倍的线圈内径,该影响可忽略。     

臭氧发生器放电管故障诊断的研究

文中提出利用电磁感应原理,设计电磁线圈感应出电压,驱动LED发光管发光,观察发光管的亮暗即可判断放电管故障与否并且显示出哪根管故障,为检修提供指示功能。从理论与实验验证可行性,并以此设计出可靠的臭氧发生器放电管故障诊断系统。     

平行平板通道内置螺旋线圈流动传热特性

通过实验与三维数值模拟相结合的方法,对内置螺旋线圈平行平板通道的流动及传热特性进行了研究,发现相对于无扰流填充物的平板通道,螺旋线圈的应用能够显著地强化传热,相同Re数下Nu数增幅为29%~141%,相应地阻力系数增幅为26%~175%。数值模拟的结果显示,流体受螺旋线圈的诱导可产生多纵向涡流动,增强了速度在垂直于壁面方向的分量,同时导致温度场发生明显改变,使得速度场与温度梯度场的协同性能得到提升,从而强化了传热。在700相似文献   

厚金属板与任意方位圆柱线圈间的电磁力计算

针对一个交流电激励的圆柱线圈倾斜放置于金属板上方时,它们之间的电磁作用力无法以传统方法进行解析计算的问题,引入高阶矢量势求解该问题,并采用矢量分析和Struve函数化简,可得到适用于任意方位圆柱线圈的二重积分表达式。所得结果表明任意方位圆柱线圈至多受到两个方向力的作用。在线圈轴垂直或平行于导电板的特殊情形,表达式可进一步简化为单重积分,而线圈将只受垂直力的作用。随后以数值算例对给出公式的有效性进行验证。数值结果表明,对于线圈轴的某个倾角,垂直力分量周期均值可以为零,而水平力分量周期均值将在某个倾角处达到最大值。当线圈通以直流电时,仅当金属板的磁导率与空气磁导率一致时线圈才不受电磁力的作用。     

小功率无线电能传输系统谐振线圈设计优化

针对胶囊内镜微型化的发展趋势,采用MATLAB详细分析了PCB板平面螺旋线圈构成的无线电能传输系统中接收线圈的线间距、线宽、铜厚、线圈匝数等参数对于品质因数和传输效率的影响.在电源频率为13.56 MHz下,综合考虑各个方面对线圈的影响,得出优化参数如下:线间距为0.254 mm、线宽为2.54 mm、铜厚为35 μm、线圈匝数为6匝.在优化线圈参数的基础上,详细分析了线圈距离对系统传输效率的影响,验证了PCB螺旋线圈应用于胶囊内镜无线供电的可行性.该优化结果对于研究小功率谐振式无线电能传输系统有一定的参考意义.     

杯状纵磁真空灭弧室磁场特性分析

用三维有限元法研究了7个设计参数对杯状纵磁触头的纵向磁感应强度、纵向磁场滞后时间、杯中和触头片中电流密度最大值以及导体电阻值的影响。研究表明:譹增加触头直径或开距会减弱纵向磁感应强度,增加杯指旋转角或杯指数目可使其增强,而杯指和水平面夹角、触头片上开槽数及触头材料采用CuCr50或CuCr25对其影响不大。譺设计参数在较大范围内变化时,纵向磁场滞后时间的变化很小。譻增加触头直径或触头片开槽数、减小杯指旋转角、合理选择杯指与水平面夹角和杯指数目或采用CuCr50触头材料可减少杯中或触头片中的电流集中。譼增加触头直径或杯指与水平面夹角,或减小杯指旋转角和杯指数目、减小触头片开槽数及采用CuCr25触头材料可减小导体电阻。     

双管件电磁约束成形的电磁分布与均匀性变形研究

管件电磁胀形因其在轻质工领域具有成形极限高、回弹小等优点而得到广泛研究.然而传统电磁胀形过程中,存在轴向变形非均匀的问合金加题,制约了这一金属加工技术的发展.为此文中在驱动线圈和成形工件引入一约束管件来改善电磁力的分布特性,构建了基于双管件电磁约束成形方法.仿真结果表明,通过调节约束管的高度和电导率可以使成形工件取得比较高的轴向变形均匀度.此外,电磁力和成形速率的对比分析进一步表明采用基于双管件电磁约束成形方法时轴向均匀变形长度为36.3 mm,该值是传统电磁胀形方法下的2倍.显然,通过合理的引入一约束管件亦可以调节电磁力的分布规律,该研究为改善电磁力分布方式的创新提供了新的研究思路.     

电缆线圈功率损耗的数值计算

本文建立了由交联聚乙烯（XLPE）电缆绕制成线圈的有限元模型，对线圈在有或无附设钢板时电缆线圈的功率损耗进行了计算，得到了该线圈的交流等效电阻及其与电源频率、钢板特性参数等的关系，为以固体绝缘为基础和电力设备研究打下了基础。     

不拆卸灭弧室测量真空度的技术研究

为了使用磁控放电法开展真空开关真空度的不拆卸测量 ,研制了一种新型的“两半组合式”磁场线圈 ,不用拆卸灭弧室 ,就可以使用磁控放电法测量灭弧室真空度。由于这种新型的磁场线圈产生的轴向磁场与螺线管相近 ,提高了真空开关真空度的不拆卸测量精度。给出新型磁场线圈的磁控放电的原理、真空度测试仪电路及真空度标定实验曲线。     

超超临界垂直管圈直流炉水冷壁节流孔圈垢物聚结原因分析及预防

介绍了垂直管圈直流炉结构特点及节流孔板垢物聚结的情况.通过垢物宏观检查、能谱分析、SEM微观形貌分析、炉水品质测量等试验和节流孔板设计结构、水动力分析,结果表明:垢物的主要成分为Fe3O4及少量Fe2O3,汽水品质不良、孔板结构形状、运行控制是产生节流孔板垢物的主要原因,联箱检修残留粉状碎屑加剧了垢物的聚结长大,导致了锅炉水冷壁超温过热爆管.提出了控制和减少垢物聚结的技术措施,为其他类似结构的超超临界机组或其他亚临界、超临界机组提供借鉴.