铁磁性材料深层缺陷检测的涡流探头仿真优化与设计

设计了一种新型双激励电磁涡流探头,对不同深度下的感应涡流进行局部差分,提高缺陷附近的涡流密度,从而提高探头对深层缺陷的灵敏度,可检测深度提高2倍以上,实现了对铁磁性材料深层缺陷的检测。通过COMSOL有限元软件对所设计的探头整体结构及尺寸参数进行了优化分析,结果表明将大小不同的双线圈布置在同一水平面的探头结构检测效果最好。模拟结果表明,在对铁磁性材料的深层缺陷进行检测时,优化后的新型探头比传统探头检测效果提高了4倍～13倍。使用新型探头进行了缺陷检测实验,结果表明新型探头可以有效检测出45钢及Q235板件3 mm深处的缺陷,当缺陷长度为10 mm时,两种材料下新型探头的检测信号分别达到了0.020 V和0.022 V,初步验证了探头对铁磁性材料深层缺陷的检测能力。     

脉冲涡流铁磁性材料缺陷检测系统设计

针对金属缺陷中最常见的金属裂纹问题,以厚度均匀的铁磁性材料为主,设计了一种脉冲涡流铁磁性材料缺陷检测系统。该系统分为软件和硬件两部分,硬件部分主要用于信号的发生和采集,软件部分用于完成信号的分析和处理。通过对时域特征值分析,得出铁磁性材料裂纹缺陷的深度与对应的差分信号的峰值特征值呈有规律的一次线性关系,实现了铁磁性材料裂纹缺陷深度的尺寸量化。     

铁磁性套管脉冲远场涡流检测激励参数优化

利用脉冲远场涡流检测对于铁磁性双层套管腐蚀缺陷的检测优势,针对双层套管内管外壁、外管内壁和外管外壁三处腐蚀缺陷,就激励参数变化对于系统灵敏度影响程度进行了研究,通过仿真和实验手段选择最佳激励参数,实现了脉冲远场涡流检测系统的参数优化,并弥补了前期缺少相关研究的不足.     

电涡流检测技术及影响因素分析

针对行程开关、霍尔开关检测位移的控制精度以及灵敏度低、使用寿命短等缺点,在电涡流传感器检测系统的基础上,设计了一套放大的线圈一导体电涡流检测系统.利用在线采集的数据,分析了各影响因素包括导体尺寸、激励电压、线圈运动速度以及导体温度对涡流强度、控制精度以及灵敏度的影响,从而对涡流检测系统参数的选取以及干扰因素的识别具有重要的意义.     

材质涡流检测信号处理方法

金属表面硬化层深度的检测是一项非常重要而又困难的工作，本针对这一特定对象引入了脉冲涡流法，结合被测信号特点进行处理，有效撮了特征值，然后用神经网络对特征值进行分类并给出分类结果。     

不锈钢管表面缺损涡流检测信号的仿真计算

阐述了用数值仿真计算获得不锈钢管表面周向缺损涡流检测信号的方法，除了概述该仿真计算的数学模型、有限元法以及计算步骤外，还将计算结果与实验结果作了比较，以证明该仿真计算的可行性。     

涡流冷壁推力室传热模型分析计算

研究发动机燃烧室温度优化控制问题,由于燃烧室温度控制较难,为了预估新型涡流燃烧冷壁火箭发动机的壁面温度,根据发动机内部流动和传热分析,对组合化学平衡、辐射传热和热传导特性,提出了一维传热模型.采用模型对以氢氧为推进剂的涡流燃烧室进行了传热过程和影响因素的仿真分析,获得了稳定状态下的壁面温度,以及燃烧室压力、氧化剂喷注速度、燃烧室长度等参数对壁温的影响关系,仿真结果与实验一致.证明模型为涡流燃烧发动机设计提供了重要工具,对进一步的实验研究有指导意义.     

小波变换在脉冲涡流检测信号中的应用

脉冲涡流检测方法是涡流检测技术的一个新兴分支.通过实验装置采集了含有噪声的缺陷信号.介绍了小波去噪的基本原理,研究了脉冲涡流检测信号中的去噪问题,采用小波系数去噪对脉冲涡流检测信号进行了处理.实验结果表明:采用小波系数去噪的方法可使缺陷信号的信噪比得到显著的提高.     

远场涡流检测“猪”微弱信号的抗干扰研究

抗干扰是远场涡流检测“猪”提取微弱信号的关键问题之一。作者研制一个基于高精度仪用放大器ＡＤ６２０和八阶开关电容滤波器ＭＡＸ２９４组成的调理电路，该电路结构紧凑，抗干扰性能令人满意。文中还提供了采用该电路的实验结果。     

脉冲涡流检测信号的消噪处理

小波分析作为一种时频分析工具,特别适用于非平稳信号的分析,并且具有多分辨分析的特点.阐述了小波阈值去噪的基本原理,对脉冲涡流这种典型的非平稳信号进行了小波阁值法去噪的仿真实验,并与传统的FIR和IIR数字低通滤波方法进行了比较,然后对实际的脉冲涡流信号进行了消噪.仿真实验结果和实际消噪结果都表明,该方法能够有效地去除脉冲涡流信号中的噪声,同时又能较好地保留原信号的特征,确保了对缺陷的精确定量,是一种对脉冲涡流信号即有效又适用的去噪方法.     

脉冲远场涡流检测PCA-ICA联合消噪技术

脉冲远场涡流作为一种新兴的电磁无损检测技术,国内外研究发现其对铁磁性管道检测具有显著的优势.然而在实际检测中,由于磁导率不均等管道自身材质因素的影响,使检测信号信噪比较低,易造成缺陷误判.针对这一问题,提出了主成分分析-独立分量分析(PCA-ICA)联合消噪技术.单通道缺陷扫查信号经过PCA处理后,利用前二阶主成分构建虚拟双通道信号作为ICA输入矩阵,采用扩展特征矩阵联合近似对角化(FJADE)算法实现在单通道信号欠定条件下缺陷信号与噪声信号的分离,达到降噪目的.通过仿真与实验研究证明:PCA-ICA技术可以有效降低磁导率不均等噪声信号对检测结果的影响,提升了检测结果的信噪比.     

基于维纳滤波和主成分分析的脉冲涡流检测信号降噪方法

针对强背景噪声下微弱的脉冲涡流检测信号的特征量难以准确提取的问题,提出一种基于维纳自适应滤波和主成分分析的脉冲涡流信号降噪方法。该方法首先利用自适应维纳滤波在最小均方误差意义上所具有的最优特性,对脉冲涡流信号进行预处理,再将预处理信号与参考信号进行差分以消除部分系统噪声,最后利用主成分分析提取差分信号的主成分特征,通过设定阈值选取合适数目的主成分量进行重构,得到了具有高信噪比的脉冲涡流差分信号。在Q235阶梯板试件上进行脉冲涡流检测实验,运用该方法对被噪声干扰严重的检测信号进行处理,结果表明所提方法能够有效的消除强噪声对检测信号的干扰,大幅提高信噪比,是一种有效的脉冲涡流检测信号降噪方法。     

方向性脉冲涡流应力检测研究进展

方向性脉冲涡流检测技术是一种新型的脉冲涡流检测技术,由于具有方向特性,在脉冲涡流各向异性金属部件应力检测中具有明显的优越性。综述了方向性脉冲涡流无损检测技术在理论、信号特征提取、应力检测等方面的国内外研究进展,分析了方向性脉冲涡流无损检测技术的发展方向。     

涡流检测系统仿真分析的自适应算法

该文针对电磁场有限元计算的特点,深入研究了涡流检测系统中电磁场有限元后验误差估计的误差模选择问题,并在分析Zienkiewicz-Zhu方法在电磁场有限元后验误差估计应用中存在局限性的基础上,提出了一种适合于涡流检测系统中电有限元分析的后验误差估计新方法。在此基础上,结合James R.Stewart和Thomas J.R.Hughes所提出的简单实用的有限元算法,提出了一种适合于涡流检测系统中电磁场有限元分析的hp 自适应新算法。     

磁致伸缩液位传感器检测信号影响因素分析及实验研究

磁致伸缩液位传感器作为液位测量装置,其检测信号对磁致伸缩液位传感器性能产生直接的影响,因此检测信号影响因素分析对优化传感器的性能至关重要。本文从检测线圈结构和脉冲电流参数对检测信号的影响进行讨论,建立了基于检测线圈的等效电路模型,使得在确立线圈结构参数时有了理论依据;观察检测信号波形变化趋势,得到感应信号随影响因素的变化曲线,从而得出液位传感器最优参数。优化后的液位传感器,提高了检测信号的抗干扰能力及其稳定性。该研究结果为磁致伸缩液位传感器的优化设计提供理论基础与指导。     

管道涡流信号的有限元仿真研究

远场涡流检测技术是检测金属管道缺陷的重要方法。为了解管道涡流信号特征,提高管道缺陷检出率,建立了管道远场涡流检测的二维有限元仿真模型,并以图形形式详细分析了管道远、近场区涡流信号的幅值和相位沿管道轴向和径向的变化特征。结果表明,沿轴向,信号幅值在近场区呈指数衰减,在远场区衰减缓慢,信号相位在近场区和远场区均变化较小;沿径向,近场区信号幅值在管腔衰减迅速,在管壁材料中呈峰状突变,在管外变化不明显,远场区信号幅值在管壁材料中也呈峰状突变,但相对近场区,幅值较小,而在管腔和管外变化不明显;无论远场区还是近场区,信号相位在管壁材料中突变都很厉害,相反在管腔和管外,变化不明显,对实际检测工作有重要的指导意义。     

金属锈蚀的涡流检测

探讨用涡流法检测金属表面锈蚀的可能性。通过实验确定了最佳的检测频率，建立了锈蚀程度与提离曲线之间的关系，利用微机数据采集系统实现锈主自动控制。     

基于ZYNQ的阵列涡流无损检测系统

圆柱形金属试件的阵列涡流检测可以通过几个围绕试件布局的阵列线圈组成的探头来完成,阵列涡流探头由完全相同的8个线圈组成并在一定的空间结构下完成对金属试件的探测。设计1个基于Zynq-7020的阵列涡流检测系统,该系统借助激励通道的8个模拟开关可以对一个或多个线圈进行激励,借助一个8选1模拟开关可以对8个阵列线圈进行分时采集,通过数字相敏检波算法完成对信号的提取。试验结果表明,此系统可以保存、传输、处理阵列探头的激励信号和感应信号,并完成测量阵列探头灵敏度的试验任务。     

涡流法检测铜柱高度

研究涡流法检测铜柱的高度,把铜柱放入载有交变电流的线圈中,铜柱内形成的涡流会影响载流线圈的自身参数,用阻抗分析仪测量载流线圈的等效电感、电阻、阻抗等发现,铜柱的高度在一定范围内时,通过测量载流线圈的等效电感可以测量铜柱的高度,且重复性较好。通过相位测量电路测量在载流线圈的等效阻抗的相位角也能反映铜柱高度的不同,但重复测量时零点有漂移。     

远场涡流检测传感器速度效应仿真分析

为了分析远场涡流检测中传感器运行速度对缺陷响应信号的影响,采用多场有限元方法对远场涡流(RFEC)管道检测技术进行仿真研究.首先使用COMSOL有限元软件建立远场涡流管道检测频域与瞬态仿真分析模型,而后利用该模型对远场涡流检测原理以及传感器运行速度与缺陷响应信号的关系进行研究.结果表明:在采用远场涡流传感器检测管道缺陷时,传感器运行速度和行进方向对检测结果的稳定性有较大影响.当传感器运行速度过大时,缺陷检测信号与激励信号的相位差会出现较大变化;当传感器运行速度在2 m/s以下,且沿着激励线圈指向检测线圈的方向运动,检测效果较理想.