脉冲涡流检测的谱分析方法与缺陷分类识别

脉冲涡流检测技术采用周期矩形波作为传感器的激励信号,其检测信号可以在时域进行分析,也可以在频域进行分析。在频域分析中,目前的研究主要对其幅频谱进行特征提取分析。将矩形波激励信号看作一种多频不等幅正弦合成信号,分别对脉冲涡流检测信号的幅频特性和相频特性进行分析。结合脉冲涡流检测信号的频谱特点,在幅频谱中,提出谱相对变化用于不同类型缺陷的分类;在相频谱中,提出相位过零点对不同类型缺陷进行分类。通过脉冲涡流检测试验,验证了所采用方法的正确性。     

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。     

凝汽器铜管多频涡流检测

针对汉川电厂凝汽器铜管在运行中多次发生泄漏,利用差分内插式检测线圈,通过多频涡流检测技术对凝汽器进行涡流在役检测,有效地抑制了支撑板等干扰源信号,提高了检测灵敏度,使得检测结果更可靠.同时,通过解剖试验论证了涡流检测的准确性.     

双频涡流检测系统的设计*

双频涡流检测是涡流检测中的研究热点。简要的分析了双频在涡流检测中的必要性,介绍了涡流检测的基本原理,叙述了双频涡流检测系统的整体方案,并分别从双频激励源的设计、信号检测电路的分析、双频信号提取电路的分析和信号的处理方法等方面介绍了双频涡流检测系统的设计过程。以涡流检测的主要干扰因素之一提离效应为例验证了双频涡流检测对于干扰因素抑制的有效性。     

基于脉冲远场涡流的管道缺陷外检测与定量评估

远场涡流技术用于金属管道检测时,由于对内、外壁缺陷具有相同的灵敏度,而难以有效区分缺陷位置。针对压力管线在役检测需求,提出了一种基于脉冲远场涡流的管道外检测方法,并实现了内、外管壁缺陷的深度定量和位置区分。首先根据远场涡流效应的磁场传播特点,对比分析了将传感器置于管内和管外时的检测原理;随后采用有限元仿真方法,优选了激励脉冲的重复频率和占空比等参数;然后,研究了内、外壁缺陷对磁场的扰动作用及其响应信号特征,分析了信号的峰值和过零时间与缺陷深度及位置的对应关系;最后,在实验室构建了脉冲远场涡流系统,对预制有内、外壁缺陷的碳钢管道进行了检测验证。结果表明,检测信号的峰值随管壁缺陷深度的增加单调增大,可用于缺陷的深度定量;内壁缺陷的过零时间总是大于相同深度外壁缺陷的过零时间,这一特征可用于管壁缺陷位置的识别。     

多通道在线涡流检测系统研制

针对当前工业生产线上对涡流检测设备多通道、高速化的需求,设计了一种可应用于在线检测的多通道涡流检测系统。系统由涡流信号处理电路、多通道数据采集系统、基于Vxworks系统的实时控制计算机、数据管理计算机以及相关软件组成。涡流信号处理电路的激励频率范围为300 Hz～3 MHz,灵敏度0～72 dB可调。多通道数据采集系统能同时对四路涡流检测信号进行采集,每个通道采集率可达200 K,能够满足1 200 m/min生产线上穿过式涡流检测的需求。涡流检测数据可通过PC104总线送往实时控制计算机以进行缺陷识别和标注。数据管理计算机可实时显示当前检测试件的阻抗平面图并储存缺陷数据,还可对检测参数进行调节以适应不同的检测条件。薄壁铜管的穿过式涡流检测实验表明,系统具备多通道检测能力,检测信号信噪比高,对0.6 mm微小缺陷有很好的检测效果。     

基于阵列涡流检测法的管道内部减薄检测仿真与试验研究

工业管道在火电、核电等多领域作为一种重要的传输方式已广泛应用,在长期的服役过程中,由于受到腐蚀减薄、疲劳、第三方破坏或内部潜在缺陷而导致的管道泄漏事故频有发生。该文基于阵列涡流检测技术,使用有限元软件建立管道三维仿真模型,仿真分析不同缺陷参数涡流检测信号变化规律,制作柔性阵列涡流检测探头、检测工装及对比试块,对管道内壁不同盲孔缺陷开展检测试验。结果表明:研制的阵列涡流探头可有效检测出参数为Φ5mm×2mm管道内壁缺陷,随缺陷当量增大,检测信号幅值随之增大,该检测技术有望在管道高精度检测中推广应用。     

电机绕组缺陷的电-磁-热多物理场仿真与定量检测方法

针对传统方法缺乏考虑电机绕组缺陷尺寸变化对检测效果的影响,以及接触式检测的局限性,建立一种考虑电-磁-热耦合的电机绕组缺陷的多物理场模型,并提出基于脉冲涡流热成像的定量检测方法。基于脉冲涡流检测过程中的电磁感应与热传导机理,建立电-磁-热多物理场耦合模型模拟涡流激励下缺陷的生热过程,给出不同种类缺陷的电磁场与温度场分布,并揭示了缺陷尺寸变化对温度分布及检测结果的影响机理。进一步设计电磁感应激励红外热成像检测系统,在脉冲式激励模式下获得了电机绕组的热像图序列,通过定量处理后实现电机绕组的绝缘破损、铜条表面裂纹、绝缘减薄与铜条裂纹复合缺陷等缺陷的可视化检测。所提多物理场方法仿真结果表明,缺陷处温度低于周围非缺陷处温度,且缺陷中心处温度随绝缘层变薄而增大,实验分析结果与仿真一致,验证了模型的准确性。     

基于多频平衡电磁技术的管道内外缺陷检测与全角度表面裂纹识别方法EI北大核心CSCD

缺陷和裂纹是管道安全运行的潜在隐患。因管道表面裂纹方向各异,漏磁方法对表面裂纹敏感性低,而交变电磁方法受限于趋肤效应,无法检测管道外缺陷。该文提出多频平衡电磁技术,解决了管道内外缺陷检测与全角度表面裂纹识别难题。根据电磁平衡技术的电磁场传播特点,分析管道缺陷与裂纹的检测原理。采用有限元方法,研究激励频率对裂纹偏角与内外缺陷响应信号的影响,优化得到20Hz和400Hz的最佳频率组合,并对预制内外缺陷和裂纹的管道进行实验验证。结果表明:多频平衡电磁信号的峰值随内外缺陷深度的增加而近似线性增大;当裂纹偏角由0°增至90°时,平衡电磁信号的峰值逐渐增大。平衡电磁信号峰值与缺陷深度和裂纹角度的关系可用于缺陷深度的量化与裂纹偏角的识别,从而为管道完整性评估奠定良好的基础。     

多激励涡流阵列探头阻抗分析

针对涡流阵列多激励场的理论计算问题,推导无缺陷有限厚无限大平板导体涡流多激励阵列传感器的磁场分布,应用互易定理得到理想裂纹时阵列传感器的阻抗变化解析式,提出阵列传感器线圈单元近似互感的计算式。对双激励、三激励线圈阵列传感器裂纹检测进行阻抗分析,给出了裂纹长度和裂纹中心的近似解。研制涡流阵列无损检测平台,基于实验平台验证了解析解和数值计算结果的正确性。     

锅炉受热面奥氏体不锈钢管弯头表面裂纹涡流检测技术研究

针对火电厂锅炉受热面奥氏体不锈钢管弯头涡流检测的特点,设计制作马鞍型阵列式涡流探头和对比试样,改进升级ET-556H多频涡流检测仪,并通过试验提出火电厂锅炉受热面奥氏体不锈钢管弯头涡流检测的最佳参数.本涡流检测技术不仅方便操作,而且可提高检测分辨率和灵敏度,对于火电厂锅炉受热面奥氏体不锈钢管外表面0.4 mm深的周向线...     

多频率同步的电流互感器H_(n-ave)估计方法

针对电流互感器频率响应特性传统测试方法存在的工作量大、测试周期长的不足,提出一种多频率同步的电流互感器H_(n-ave)估计方法。该方法以多频率同步信号作为激励源,采用移位相关法减小相关函数波形衰减。在不增加样本长度的基础上通过增加互功率谱计算结果的数量,抑制输入输出通道中零均值高斯白噪声对频率响应函数估计结果的影响,实现电流互感器的频率响应函数的准确估计。仿真和实际测量实验结果验证了该测量方法的有效性和可行性。     

涡流检测高压电缆附件铅封缺陷的试验研究

为了可靠检测高压电缆铅封状态,解决人工铅封检查效率低下电缆附件故障高的问题,提出高压电缆附件铅封缺陷涡流检测方法。通过分析高压电缆附件铅封常见结构、缺陷,根据涡流检测原理与特点,提出铅封涡流检测的影响因素及适用理论。获取铅封试样制作铅封模拟缺陷,调试铅封涡流检测专用探头、仪器参数,采集、评价有缺陷和无缺陷位置涡流图谱并实施应用试验,验证了依靠常用涡流检测设备检测高压电缆附件铅封表面开裂缺陷的可行性。证明了不拆除外部绝缘条件下的高压电缆附件铅封涡流检测可靠性,铅封试样的涡流检测具有不受检测位置影响、检测速度快、检测精度高的优势。试验研究结果为完善高压电缆附件铅封涡流检测工艺,开展高压电缆铅封接头故障检测提供了有效技术参考。     

涡流接近开关结构和电磁参数的影响

研究构成涡流接近开关的结构性参数与它的电磁参数之间的相互影响特性,归纳了影响该传感器性能和灵敏度的重要因素.将涡流接近开关充当测量齿轮线速度的测速计,在固定齿轮间隔尺寸时,以探测间隙和齿宽参数为例,分析由于这些结构参数的变化而对接近开关电磁特性的影响.利用最小二乘法对获得的接近开关输出波形频率与齿轮线速度的试验曲线进行曲线拟合,得到它们的拟合直线.实验和仿真研究与试验分析均说明,本文有关分析涡流接近开关的结构参数和电磁参数相互影响特性的方法和结论,对于快速设计或者选择具有合理结构和最优电磁参数的涡流接近开关,具有参考价值.     

一种基于电涡流和实部互阻抗检测的金属温度监测方法

针对粉尘环境下金属温度非接触监测问题,提出了基于电涡流和实部互阻抗检测的温度监测新方法。采用同轴绕制的激励线圈和感应线圈构成温度探头。通过检测激励线圈电流有效值和线圈间的跨有功功率,得到线圈间的实部互阻抗。当线圈参数、安装尺寸、激励频率确定时,实部互阻抗仅与被测金属温度有关,而与激励线圈自身阻抗及其温度系数无关。通过检测实部互阻抗,即可间接监测被测金属的温度,实验结果证明了所提出方法的有效性。     

基于巨磁阻传感器的无损检测系统研究与设计

针对现代工业与安全检测中对非铁磁性工件的表面及近表面缺陷检测需要,基于涡流无损检测原理,采用灵敏度高、体积小、工作频率范围宽(0Hz到MHz)的GMR传感器,结合基于单片机STM32的直接数字频率合成(DDS)信号产生方法及锁相技术研制了一套涡流无损检测系统。实验结果表明该基于 GMR传感器的无损检测系统能够较好的检测出铝板试件表面及表面下2 mm处缺陷的存在,多道扫描结果可清晰判别出缺陷的位置和大小,该系统可以准确完成对导电材料表面及近表面的无损检测。