管道漏磁检测中速度效应的补偿方法

在管道现场检测中,由于检测装置的移动影响,使得从采样记录的漏磁信号波形直接获得缺陷外形的定量描述比较困难.为提高缺陷检测的精度,分析管道漏磁检测中检测仪器运行速度对缺陷漏磁信号的影响,提出一种速度效应补偿方法,通过ANSYS有限元分析软件验证方法的有效性,该补偿方法有利于缺陷的准确识别.     

漏磁法管道在线检测计算机系统

叙述了管道腐蚀缺陷检测的意义,提出了管道内在线检测对管线及时维护、管道寿命评价的必要性．介绍了漏磁法无损检测的基本原理,叙述了漏磁法管道在线检测计算机系统的总体设计、结构及各部分的工作过程．该系统具有检测速度快、效率高等特点,对管道的维护具有重要意义．     

管道周向励磁漏磁检测ANSYS仿真分析

针对轴向导向的狭窄裂纹、焊缝、机械损伤和腐蚀凹坑等缺陷的检测问题,提出了一种周向励磁检测方法.通过分析周向漏磁检测原理,建立了静态情况下周向磁化器的二维有限元（FE）模型,利用ANSYS有限元分析软件对模型进行仿真分析.仿真结果表明,周向磁化器磁化管壁获得非均匀磁场,磁化器附近的磁场强度最大,两个磁极中心的磁场强度最小,缺陷漏磁信号不仅与缺陷参数有关,还与缺陷距磁极距离的大小有关.该结果证实了周向励磁方法检测轴向缺陷的可行性及开发管道周向励磁漏磁检测工具的实用性.     

表面缺陷开放磁路检测原理与方法

在分析现有表面缺陷检测方法特点的基础上，提出了开放磁路检测原理与方法．在磁铁与试样之间构建一个开放磁场，试样表面存在缺陷时，会引起开放磁场分布的变化，通过传感器获得磁场的变化以获得试样表面缺陷的相关信息．详细研究了开放磁路特征参数对检测信号的影响以及盲孔检测时的量化特征．由于该检测方法对磁化强度基本上没有要求，从而有更广泛的应用．     

基于磁机械效应的铁磁材料漏磁检测数值模拟

为更准确地描述材料的非线性磁机械耦合效应，以非线性磁致伸缩应变方程、有效场理论和能量平衡方程等为基础提出新的磁弹性耦合模型与变刚度模型，分析了铁磁材料的磁机械效应和变刚度效应，并利用数值分析软件将非线性磁化模型的理论结果与仿真过程进行耦合。结果表明，仿真得到的缺陷泄漏场分布与已有研究结果一致，验证了所提出模型与仿真方法的可行性和准确性。分析了应力、缺陷尺寸和缺陷位置对表面磁场的影响，结果表明：在拉伸载荷作用下，试样表面法向磁场信号呈类S形曲线，切向信号呈类锥形曲线，其极值均随载荷增加先减小后增大；试样存在缺陷时，不同采集路径上获取的信号存在很大差异，缺陷边缘路径上的漏磁场峰值与缺陷长度呈负相关，而峰值距离和跨度却相反，在远离缺陷的采集路线上，漏磁场信号的峰值和跨度均与缺陷长度呈正相关。     

油气管道漏磁检测的信号处理技术

漏磁信号处理是漏磁通法油气管道无损检测的重要步骤．为减少目前漏磁信号处理中人为因素过多的问题,通过分析各种干扰漏磁信号的因素,提出了漏磁信号智能化处理的流程和方法,可提高油气管道漏磁检测结果的客观性、准确性和一致性．并介绍了漏磁信号处理技术的发展趋势．     

油气管道缺陷漏磁在线检测定量识别技术

用有限元软件建模研究了管道缺陷的特征参数与漏磁信号的关系.对漏磁信号进行预处理以消除传感器提离值不同带来的影响,用BP神经网络进行了管道缺陷的定量识别,识别结果的误差<10%.将轴向和径向漏磁信号分别用加权平均和自适应加权平均两种方法进行信号级融合,数据融合后缺陷定量识别的精度和可靠性得到了提高.     

管道漏磁检测缺陷识别技术

针对神经网络法对管道缺陷进行识别存在所需样本数据量大、容易陷入局部极值、泛化能力没有保证等问题,提出一种新的机器学习方法,即支持向量机法.介绍了支持向量机的分析原理,以碗状缺陷为例,采用ANSYS有限元分析软件对40组不同尺寸的缺陷进行仿真,将得到的40组漏磁数据和10组实测数据作为学习样本,另外10组新数据作为验证数据,以MATLAB软件为平台进行了识别实验.实验结果表明,识别误差均在5％以下,且泛化能力强,识别方法简单,在有限样本情况下比神经网络法更具优势.     

管道漏磁检测数据压缩算法的研究

漏磁检测技术是铁磁性油气管道在线缺陷检测的有效手段.由于检测数据量大，数据压缩是必不可少的.介绍了一种基于差分的嵌入式零树编码算法，算法首先对检测到的数据进行一阶差分处理，再对差分处理后的数据进行嵌入式零树编码，最后由差分嵌入式零树编码解压缩算法对数据进行还原操作.设计了以DSP为核心的硬件电路来实现该算法，并通过实验证了该算法的硬件电路的可行性以及在保留所有检测相关数据的基础上可以达到10∶1以上的压缩比.     

曲线拟合在管道漏磁内检测信号重构中的应用

针对管道漏磁内检测缺陷信号的重构问题,研究了曲线拟合和最小二乘法的基本原理,以管道漏磁内检测有限元仿真分析软件所得到的半椭圆型缺陷数据为研究对象,建立了径向磁通密度特征的二元一次方程组和二元二次方程组,运用最小二乘曲线拟合方法实现对仿真数据的二元一次函数拟合和二元二次函数拟合.应用MATLAB编写程序求出拟合系数,得到拟合方程,拟合计算结果与仿真数据基本吻合.通过对两组函数方程进行误差分析,结果表明二元二次拟合函数能更准确地描绘出缺陷大小与检测数据之间的函数关系,二次拟合模型更可靠,为管道漏磁内检测缺陷信号重构提供了函数支持.     

在役换热器管漏磁内检测传感器设计

根据漏磁检测基本原理,研制了在役换热器管漏磁内检测传感器,包括磁化方式和检测元件的选取等．并在38mm的换热管上进行了详细实验,结果表明该传感器可有效检测出1．6mm的通孔、20％的外壁截面积损失和20％壁厚深度圆锥盲孔．该装置具有检测灵敏度高,性能可靠的优点,有较好的应用前景．     

管道漏磁检测数据压缩技术

漏磁检测系统属于海量数据采集系统,针对该系统中电子硬盘存储数据量较少的问题,利用LZW算法和Hash表理论,提出了一种漏磁检测数据实时无损压缩算法.采用LZW算法对漏磁检测数据进行无损压缩,并根据Hash表管理LZW算法的字符串表,设计了基于ARM处理器为核心器件并嵌入Linux操作系统的硬件系统对算法进行实现.实验结果表明,该系统实现了漏磁检测数据采集、压缩和存储的全过程,得到了2倍以上的实时数据压缩结果.     

漏磁内检测数据中的管壁缺陷特征提取方法

提出一种管壁漏磁数据的管道缺陷特征提取方法, 该方法利用管道内检测装置的轴向数据作为特征提取数据, 通过磁场强度和像素的映射关系将单轴漏磁数据转换成灰度图像, 并对图像进行滤波处理, 通过简单判断找出缺陷的可能位置, 再用一个检测阈值对图像进行二值化处理, 然后通过连通和链码确定缺陷的边界, 实现缺陷特征的提取.最后以一个实际含有缺陷的灰度图像为例验证了提出方法的有效性.     

油气管道特殊部件的漏磁检测信号特征分析

针对油气管道特殊部件的结构特点,分析了管道磁化后产生的磁场特征.基于管道漏磁内检测原理及麦克斯韦方程,采用Comsol有限元仿真软件对管道特殊部件与缺陷进行仿真,以漏磁信号轴向分量B_x所占的通道个数、B_x正负峰值出现的先后顺序、B_x幅值以及轴向长度作为分析判别管道特殊部件与缺陷的依据,对管道特殊部件上存在缺陷的整体漏磁信号B_x分量进行特征分析,缺陷信号B_x在补板信号B_x内侧且极性相反时视为补板缺陷.结果表明,该方法在判别管道特殊部件存在缺陷方面具有一定的可行性.     

基于单永磁体磁化的漏磁检测系统

为了对钢制材料凹坑缺陷进行无损检测与评价,提出一种利用单永磁体构造磁化系统的新方法。利用Ansoft Maxwell考察了立方体单永磁体主要几何参数对钢制材料磁化效果的影响规律,确定了永磁体的几何参数,搭建了钢制材料凹坑缺陷漏磁检测平台;结合三维漏磁信号图形学几何特征和支持向量回归机建立了缺陷主要尺寸预测模型。交叉有效性测试结果表明:所建立的缺陷主要尺寸预测模型在长轴方向的相对误差小于4%;短轴方向的相对误差小于6%;深度方向的相对误差小于16%,能够实现凹坑缺陷主要尺寸的准确评价。与传统双永磁体磁化系统相比,单永磁体磁化方式结构更加简单,具有更好的设计柔性,更佳的成本优势,展现出很好的应用前景。     

管道漏磁检测实时数据压缩

针对长距铁磁性油气管道在线缺陷检测所产生的庞大数据量问题,提出一种管道漏磁检测实时数据压缩算法.在实时压缩和提升小波编码的基础上,设计了一种基于双缓冲区模型的实时数据采集、压缩、存储系统.通过分析管道漏磁数据的特点,提出一种以整数提升小波变换、结合自适应算术编码为核心的无损压缩算法,无损压缩比可达9.166∶1.实验结果表明,该算法在基于PC104总线采集卡的硬件模拟实验环境下具有一定的可行性,并能满足实际系统采集速度、存储速度以及压缩比的要求.     

基于Windows的漏磁检测软件平台开发

通过对不同漏磁检测系统的研究,研制了以Windows组件对象模型和计算机网络为基础的漏磁检测软件平台．为实现软件平台能适用于各类不同漏磁检测系统,提出了以信号采集组件接口和信号分析组件接口为基础的漏磁检测软件平台体系结构．针对钻杆漏磁检测系统的工作要求,实现对应信号采集组件和信号分析组件的开发．现场应用结果表明,该软件平台工作稳定且具备良好的可扩展性能．     

考虑本征非线性的磁致伸缩力传感器磁路优化设计研究

针对压电式力传感器和超磁致伸缩力传感器无法对交变载荷进行连续测量的问题,设计了一种以Galfenol合金为敏感元件的封闭式力传感器结构。为对传感器磁路进行优化设计,提出一种考虑材料本征非线性的磁路设计方法,并将之与采用线性磁导率的仿真方法进行对比研究。仿真对比显示,所提出的仿真新方法具有更高的准确性。基于该方法对封闭式力传感器和开放式的力传感器进行了磁路对比,仿真和实验结果显示,利用闭合结构对力传感器进行设计,可以有效提高磁通的利用效率,减少漏磁。同时,仿真得到的磁通密度分布与实验实际测量得到的磁通密度吻合较好,验证了封闭式磁路的可靠性及合理性。     

管道漏磁在线检测技术

管道是石油和天然气长距离输送的主要方式.漏磁检测技术是管道在线检测的主要方法.介绍了管理道在线漏磁检测系统的研究背景、检测原理以及检测系统的基本结构.为适应大管径管道的检测要求及提高检测精度，利用一阶差分及嵌入式零树编码的方法对管道漏磁检测数据进行压缩，并得到了较为满意的压缩比.研究了基于FPCA和DSP的管道漏磁的线检测系统.应用有限元法分析研究了漏磁信号的特点，应用神经网络及多传感器数据融合技术对管道缺陷进行智能识别.