海底管道检测机器人自主缺陷定位的模糊控制研究

针对全自主管道检测机器人对超长距离海底油气管道内壁缺陷的精确定位的难题,提出了一种基于缺陷信息定位的模糊控制方法,并将其应用在海底管道检测机器人的智能控制器中．仿真实验和模拟样机的现场测试证明,该智能控制器定位准确,工作稳定可靠,满足了检测机器人在超长距离海底油气管道内全自主精确定位的技术要求．     

漏磁检测方法实现管道缺陷图形重构技术的研究

为了实现地下油气输送管道内层腐蚀，裂缝，泄漏状况的检测以及评估，探讨了管道缺陷的图形重构技术，缺陷漏磁场可由简单的恒定磁通的等效面偶极子来模拟，缺陷重建模型出一系列等效面偶极子阵列分布的截面组成，并采用了逆向矩阵求算法得到方程最优解，理论分析和计算结果表明，该模型和算法灵活地实现了管道缺陷的视图化。     

管道内腐蚀缺陷超声在线检测机器人设计

针对管道内腐蚀缺陷超声在线检测数据量大、灵敏度低的难题,采用超声反射单脉冲距离检测法,设计制造了一种新型长输管道缺陷检测机器人.设计了满足检测精度的探头阵列、机器人结构以及检测数据处理系统;进行了标准模拟缺陷检测实验,校准了阵列探头的性能.实验表明,所设计机器人检测数据量小,其检测灵敏度可达到检测10 mm×10 mm×1 mm(长×宽×深)的缺陷.     

管道裂纹缺陷漏磁场的有限元仿真

提出了一种海底油气管道裂纹漏磁检测的有限元分析方法。首先根据麦克斯韦方程组和三维有限元分析原理建立了数学仿真模型,并将仿真结果与实际检测实验数据进行比较,验证了该方法的可靠性。最后,通过仿真分析得出了裂纹的深度、宽度等几何参数对漏磁信号特征的影响规律,并给出它们的关系曲线。该方法为实际利用漏磁场分布检测海底油气管道裂纹提供了重要的依据。     

管道腐蚀检测中新型脉冲漏磁传感器的设计与实验验证

在金属管道腐蚀检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势.在对多种不同结构的传感器进行实验和仿真分析的基础上,提出了一种新型结构的脉冲漏磁传感器,用于带一定厚度保温层管道腐蚀缺陷的检测.该新型传感器在结构上采用传统漏磁检测的磁路设计方法,同时采用脉冲方波作为激励,这样既利用了漏磁检测聚磁效果好的优点,提高了激励场的穿透深度,又利用了脉冲激励所具有的频率成分丰富的优点,增强了激励场对保温层的穿透效果和对管道深层缺陷的检测效果.实验证明了传感器设计的正确性及有效性.     

基于SVR的管道裂纹漏磁场的预测分析模型

针对管道裂纹检测的技术特点和难点,提出了一种于SVR的管道裂纹漏磁场的预测分析模型.先分析了裂纹外形尺寸与漏磁场之间的关系;再通过实验的数据分析,找出管道裂纹深度、宽度及测试点位置等参量对漏磁场的影响规律;利用SVR算法建立预测分析模型,通过该模型能在有限实验基础上利用裂纹参数方便地得到裂纹漏磁场预测值.因此,该模型为利用漏磁检测法对管道裂纹进行评估提供了依据.     

管道腐蚀检测中的脉冲漏磁检测技术

漏磁检测技术广泛应用于管道等铁磁性材质的检测;由于常规漏磁检测的局限性,往往难以检测近表面和表面下缺陷;在分析漏磁检测原理基础上,采用脉冲交流磁化方式;介绍了脉冲漏磁检测系统,并对不同深度的缺陷钢管试件进行了试验,试验结果表明提取脉冲漏磁检测传感器(径向分量)输出的瞬态输出电压信号可对表面和表面下腐蚀缺陷进行有效识别;脉冲漏磁检测方法综合了漏磁检测和脉冲涡流检测的优点,具有快速、定量检测的特点,在管道等的缺陷检测中具有广阔的应用前景。     

城市燃气管道检测机器人测控系统研究与发展现状

检测与控制系统分别用于城市燃气管道检测机器人在管道内的缺陷检测和运动控制,是城市燃气管道检测机器人核心部分.综述了国内外城市燃气管道检测机器人测控系统研究和发展现状;论述了城市燃气管道检测机器人测控系统发展过程;结合各种燃气管道检测机器人系统构成示意图及测控系统构架图,阐述了测控系统工作原理,重点分析了基于通信线缆通信和基于无线通信的监督式测控系统;指出了未来城市燃气管道检测机器人测控系统的研究方向.     

管道内部漏磁检测的仿真与实验研究

基于管道漏磁检测原理,以Φ325mm规格的管道内检测器为研究对象,运用有限元分析方法建立漏磁场的数学模型,采用ANSYS软件建立漏磁检测装置的二维实体模型,应用静态磁场仿真方法,计算分析矩形缺陷产生的漏磁信号与磁力线分布。并通过内检测器搭建的漏磁信号检测平台,采集由霍尔传感器阵列采集得到的多通道缺陷漏磁信号,分析对比两组实验数据,结果表明:数值仿真与实验数据的变化趋势一致。     

基于电磁超声的天然气管道机器人测控系统设计

分析了国内天然气管道现状及检测维护情况,针对目前天然气管道裂纹缺陷检测问题,采用电磁超声检测方法,并结合虚拟仪器技术,设计了天然气管道机器人测控系统;系统以PXI模块化仪器平台为核心,结合数据采集模块和运动控制模块构建了硬件平台,以LabVIEW编程语言为基础开发了人机交互软件平台;该系统能够控制机器人在管道内的运动,并可在管道内壁激励和接收超声导波;整个系统可靠性高、扩展性强、人机交互界面友好,满足了机器人管内电磁超声检测作业时的运动控制、数据采集及处理要求.     

基于漏磁检测的钢管探伤监控系统设计

针对钢管漏磁检测的特殊性,设计开发了一种带有干扰滤波的探伤监控系统,采用信号接收模块配合多串口卡,开辟了多个内存缓冲区,将数据进行多线程并行分析处理,极大地提高了数据处理的速度和检测的实时性。采用均值平移小波阈值去噪法对漏磁检测信号进行降噪处理,有效降低了测量噪音等干扰因素的影响,并消除伪吉布斯现象。软件部分利用 Visual Studio C＃进行开发,可以实现无人值守条件下的全自动流水线检测控制、自动钢管缺陷判断、报警和分析处理等功能。系统具有高的实用性和可靠性。     

钻杆漏磁检测探头的设计

钻杆经常在加厚过渡区与杆体交界处发生穿刺或断裂失效,利用有限元分析软件模拟仿真,通过电磁场数值计算,对钻杆漏磁检测探头进行了磁路分析、结构优化及量化设计。给出了钻杆漏磁检测探头总体结构设计。提出并探讨了探头芯最佳检测姿态及其必要性。设计出了探头芯多个浮动自由度的实现方案。阐述了减少检测盲区的途径及检测探头的模块化设计。实验测试表明:该漏磁检测探头具有检测盲区小、探头芯柔性化、模块化的特征和良好的试用效果。     

Design of a PCB stator coreless axial flux permanent magnet synchronous motor based on a novel topology Halbach array

A novel topology Halbach permanent magnet array is proposed and applied to the design of a printed circuit board (PCB) axial flux permanent magnet (AFPM) motor. Compared with the traditional coreless AFPM motor, this novel topology for a Halbach permanent magnet array PCB stator AFPM motor has larger air-gap magnetic flux density and air-gap flux per pole. The magnetic flux leakage is effectively reduced, and the air-gap magnetic density is close to the sine wave. Results of the finite element analysis and prototype experiments verify the feasibility and effectiveness of the novel Halbach permanent magnet array PCB stator motor. A reference basis and practical value for the design of the PCB AFPM motor are provided.

     

交变漏磁法在钢管表面缺陷识别中的应用

交变漏磁通法由于采用交流信号通过励磁线圈对钢管进行磁化,励磁强度和渗透深度容易实现调节[1],所以较永磁铁的漏磁检测方法更容易实现表面缺陷的检测.本文对缺陷处泄漏场的分布进行了分析,并用实验验证了分析的正确性.结果表明,该交变漏磁法对钢管表面较小裂纹具有较高的检出率.     

负压波泄漏监测技术在清管器定位中的应用

长输管道在输送油品过程中,油品中含有的石蜡、胶质和其他杂质等会不断沉积在管道内壁,增加管道运行阻力,降低输送效率。为了保证管道输送顺畅,防止管内杂质过多影响输送安全,需要定期开展清管作业。然而清管器在管道中运行时,受内部结蜡、杂质和积水等影响,运行阻力时大时小,会引起清管管段上、下游出现相位相反的压力波动,触发负压波泄漏监测系统产生较多误报警。利用压力波动相位相反的特点,可以区分因清管器运行和管道泄漏引起的压力波动,并计算出压力波动到达上、下游的时间差,进而利用负压波定位原理计算出清管器位置。该方法既可以提升现有的负压波监测系统的报警准确率,又可以在无需增加通过指示器等额外硬件的条件下,通过检测清管器运行阻力的实时变化,计算出清管器在管道中运行的位置。     

管道漏磁检测的二维数值模拟研究

在管道漏磁检测中,缺陷的定量识别一直是个难题,运用有限元分析的方法,建立了漏磁场的数学模型,然后采用有限元分析软件ANSYS建立了漏磁检测装置分析的模型,并进行了二维静态情况的仿真,获得了不同缺陷所产生的漏磁信号,并把这些结果和实验结果进行了比较分析;从这些结果中可以得出了缺陷的特征与其所产生的漏磁信号的特征之间的对应关系,采用仿真的方法来研究漏磁信号的定量识别问题并取得较好的识别效果。     

基于蚁群神经网络的油气套管裂缝缺陷检测

提出一种基于蚁群神经网络的漏磁信号定量分析方法.首先,通过有限元仿真,分析和确定了漏磁信号中能够反映裂缝缺陷参数的各个特征量;其次,通过对蚁群算法原理的研究,建立了以漏磁信号为对象的神经网络模型;最后,模拟实际检测中不同缺陷信号的特征量作为网络输入,并对网络性能进行测试.实验结果验证了蚁群神经网络的可行性,并且能明显改...     

海底输油管道缺陷漏磁检测信号采集与处理系统的设计

基于漏磁检测原理，以高性能数字信号处理器为核心，设计了一种海底输油管道缺陷漏磁检测信号采集与处理系统，具有检测速度快，精度高等特点。介绍了系统的硬件组成和软件流程，高速A／D转换器和DSP、PCI总线的应用。设计的系统能够实现缺陷的定位检测，精度达到了设计要求。