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。     

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。     

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.     

硬币识别器传感线圈参数设计及改进

硬币识别器是基于电涡流式传感器的原理对硬币进行检测和识别的装置。电涡流传感器是提高硬币识别准确率的关键部件,而线圈作为电涡流传感器的核心零件,直接影响着硬币识别的准确率。对电涡流传感器的线圈从磁芯选择、线圈外径、安装位置等三个方面进行了研究和试验,得到了它们之间的定性关系,从而对传感器的优化设计提供了参考依据。该方案应用在HT998(3)P/T投币电话机中,明显地提高了硬币的识别准确率。     

基于有限元仿真电涡流传感器的结构优化

传感器性能受线圈形状及其几何参数影响。为优化传感器性能,运用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型。通过有限元数值仿真分析,研究了传感器的结构,优化并实验验证了有限元模型的合理性。通过有限元仿真分析发现双正交矩形柱型传感器比单正交矩形柱型传感器具有更高的检测灵敏度。此外,进一步研究分析了在线圈匝数密度不变情况下,双正交矩形柱型传感器辅助线圈厚度、外形状系数、内形状系数、激励电流、外形状比例系数对其检测灵敏度的影响,为合理选择线圈参数提高传感器性能提供参考。     

电涡流传感器前置器的参数对测量系统特性的影响

分析了电涡流传感器的前置器电路参数对电涡流传感器输出线性度、灵敏度的影响.发现无论是通过改变电容值还是通过在传感器线圈中串入电感的方法,在增大测量系统的灵敏度的同时,测量系统的线性范围将变小,因此应根据实际应用,恰当地选择电容和在传感器线圈中串入电感的大小,以获得满意的测量系统的灵敏度和线性范围.     

热交换器铜合金管涡流探伤的研究

涡流探伤是通过2 个线圈构成交流电桥的两臂,再测量电桥平衡,并在显示器上显示管壁内的缺陷。涡流探伤的控制参数有填充系数、绝对灵敏度、相对灵敏度、检测频率等,这些参数的不同影响涡流探伤的效果。由于探头磨损和探头-铜合金管不同心等问题,导致发生伪缺陷信号现象。使用充分曝光后的射线探伤底片,能防止探头磨损失效;使探头-铜合金管保持同心,防止发生伪缺陷信号现象。     

用于电机位置检测的电涡流传感器电磁场仿真分析

在电机控制系统中,转子位置信号是调节电机运转情况的重要参数.电机需要应用在高温、油污等环境中,这就要求在该环境中仍能得到准确的位置信号.电涡流传感器以其结构简单、成本较低、耐高温耐油污、可靠性高等优点而应用于电机位置检测系统中.电机位置检测系统对精度及灵敏度有较高要求,需要对电涡流传感器进行分析与优化设计.文中提出一种新型同轴三线圈电涡流传感器,利用电磁场相关理论对电涡流传感器进行分析,并应用有限元分析法,利用ANSYS软件,使用GUI操作与APDL语言相结合的方法建立新型电涡流传感器在电机位置检测中的三维参数化模型,并进行仿真求解后处理,得到分析所需要的数据,为进一步设计一个适用于电机控制系统的电涡流传感器提供依据.     

基于涡流传感器阻抗变化的导电材料缺陷检测

涡流检测是应用在导电材料电磁无损检测和评估中的技术。在常温25 ℃下对试样表面缺陷区域的涡流分布进行有限元仿真分析,提出一种通过涡流传感器线圈阻抗变化对高温100 ℃与150 ℃下导电材料表面缺陷进行检测的方法。分别在常温和高温的条件下进行线圈阻抗测量并产生相应的阻抗3D表面颜色图,通过被测试片表面阻抗的振幅和相位分析其是否存在缺陷。测试结果证明当试件暴露于高温环境中,可以通过涡流传感器线圈阻抗的变化判断被试导电材料表面是否存在缺陷,并且给出了不同温度下缺陷和线圈阻抗之间的关系。     

基于FPGA的金属异物检测系统设计

针对现有检测设备在产品效应影响下灵敏度低、误报率高等问题,设计研制了基于FPGA的金属异物检测系统。文章分析了平衡线圈传感器的原理,提出平衡补偿算法实现传感器自动平衡,使用高频激励对金属信号进行调制,在FPGA中实现锁定放大器来对接收信号进行解调,提高了信噪比。采用互相关算法对传感器输出信号进行处理,拟合产品学习数据得到产品的特征相位,分辨产品信号和金属信号。试验结果表明系统具有较高的灵敏度,在强产品效应下能有效检测金属异物。     

一种用于摆动天平系统的位移传感器设计

在摆动天平法的研究中,为了准确地采集到天平横梁摆动的位移信号,需要设计一款测量范围20mm左右,灵敏度高于0.1V/mm的位移传感器。针对摆动天平法研究中对位移信号检测的要求,作者分析了非接触性测量中的电涡流式位移传感器的基本结构和工作原理,设计了一种用于检测天平横梁摆动信号的电涡流式位移传感器,并通过实验对自主设计的涡流传感器的线性度、灵敏度、迟滞以及重复性进行了测试。实验结果表明该传感器在20mm范围内,输出与线性拟合值差值的相对标准差小于3.46×10-3,相对迟滞误差小于0.0045,适合用于摆动天平法课题研究中对天平垂直摆动位移的测量。     

1000 MW汽轮发电机矩形不锈钢空心绞线的涡流检测技术

介绍了1 000 M W汽轮发电机组矩形不锈钢空心绞线的涡流检测,在分析了不同缺陷大小、形状、检测频率和检测速度下的涡流缺陷信号后,发现了规律,有助于对实际产品的检测。     

一种利用电涡流效应的微孔直径和深度测量方法

为实现微孔直径和深度非接触式测量,提出一种利用电涡流效应的测量方法,由单层多匝线圈构成的测量线圈在目标 体上方匀速经过被测微孔过程中,测量线圈电感值变化的时间与微孔的直径成正比;测量线圈电感峰值与微孔直径的二次方具 有线性关系,该线性关系的斜率与微孔的深度成正比。 根据等效涡流环模型,建立测量线圈电感值与微孔直径和深度之间的数 学模型,利用 COMSOL 有限元仿真,分析测量过程中微孔直径和深度对测量线圈电感值的影响规律,仿真结果与等效涡流环模 型分析结果一致。 搭建微孔直径和深度的电涡流测量系统,实现直径 1. 5~ 5 mm,深度 0. 1 ~ 0. 5 mm 的微孔测量。 当微孔直径 大于 3 mm,微孔深度大于 0. 3 mm 时,微孔直径测量相对误差在±2%内。 微孔深度的测量分辨率为 0. 01 mm,在微孔直径大于 2. 5 mm 时,微孔深度的测量误差小于 0. 02 mm。     

线圈式电磁发射中的涡流分析

重接式电磁发射实际上是一种特殊形式的线圈式电磁发射,由在发射体内感生的涡流和线圈磁场相互作用产生电磁力来加速发射体.发射体内的涡流对发射器的性能至关重要.本文在涡流的二维模型的基础上,分别对涡流和其产生的磁场特性进行了仿真分析,所获得的结果对进一步提高发射器的性能有参考作用.     

材料氢脆涡流评价的有限元仿真研究*

针对扩散氢在材料内部渗透和聚集引起的氢脆问题,提出了一种基于涡流信号的表征方法。以电化学充氢试样为研究对象,首先基于Fick定律计算了电化学充氢过程中试样的氢分布,然后基于电磁感应原理运用COMSOL Multiphysics建立了不同氢分布状态下材料氢脆的涡流检测有限元模型,通过数值计算分析时谐电磁场激励下试样的感生涡流场分布及检测线圈的电磁场量图,并通过原位拉伸实验定量表征氢脆程度,最后分析了氢脆指数-涡流响应信号之间的关联机制,进行实验验证。研究结果表明,金属材料的氢脆程度与所含氢含量密切相关,时谐电磁场作用下的涡流信号与氢脆程度呈现线性相关,验证了材料氢脆涡流评价的有限元模型的有效性。     

管道裂纹涡流检测线圈阻抗信号的快速仿真

使用放置式线圈对管道进行涡流检测,不同走向的裂纹可以获得相同的检测灵敏度。在对这类问题进行数值模拟时,由于线圈在无缺陷管壁中产生的场不存在解析解,难度很大。当管道半径远大于线圈尺寸时,管壁可看作平板导体,问题得到简化。如果管道半径不是远大于线圈尺寸,可以通过对平板模型的修正获得比较准确的数值仿真结果。     

涡流检测中传递函数方法研究

本文提出了一种新的涡流检测方法——传递函数方法（ＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ,以下简称ＴＦ方法）,以克服现行阻抗分析方法的缺点。本文将传递函数理论引入涡流无损检测中,从电磁场基本方程和线性系统理论出发,导出了以空心圆柱线圈为探头的涡流检测系统的传递函数表达式,它为探头及新检测仪器的设计提供了理论指导;并设计了新的宽频激励信号,构造了基于传递函数方法的涡流检测实验装置,探讨了涡流传递函数方法的可行性和实用性。     

海洋平台结构损伤涡流热成像检测激励线圈设计

海上平台作为海上石油开发的重要设施,处在海水浸泡、冲击等恶劣环境中,很容易出现损伤,影响其安全性。管节点作为高应力集中的部位是海上平台结构中更易产生损伤的地方,因此对管节点进行检测十分重要,为适应海上平台管节点这种特殊结构的损伤检测,利用涡流热成像技术,考虑管节点结构、在管节点表面感应出的涡流分布情况等因素,设计出了圆台形线圈、三角形线圈、扁平双线圈三种形式的线圈,并通过COMSOL、SolidWorks完成了相应的仿真模拟,为了符合实验室需求,又构建出了等比例待测工件及线圈的实际模型,通过实验模拟、MATLAB数据处理验证了仿真模拟的准确性及所设计线圈的有效性。结果表明,扁平双线圈对海上平台管节点的加热效果更佳,能够用于对其损伤缺陷的检测。     

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。     

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。