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。     

漏磁信号的有限元分析与仿真

在无损检测中,仅仅发现缺陷的存在是不够的,如果能从检测到的缺陷信号中,提取被检件上缺陷的参数,从而了解被检件受损程度,这对被检件合理使用具有重要意义。该文叙述了漏磁检测的原理,介绍了有限元分析方法在管道缺陷漏磁检测中的应用,利用ANSYS软件对不同大小形状的管道缺陷产生的漏磁信号进行仿真分析,并给出了二维仿真结果,由此推导出漏磁信号的参数与缺陷形状大小的对应关系,进而由所检测到的信号反推出被检件损伤情况,为缺陷鉴别及管道寿命评价提供依据。     

管道内壁缺陷漏磁信号的ANSYS仿真与分析

漏磁探伤法所检测到的缺陷除了可能是内表面或外表面、纵向或横向这些属性之外,它还有分等级的问题,即可能是一个导致管道报废的缺陷,也可能是一个不影响使用的”合格”缺陷,这要求检测系统有自动识别的功能。以管道内表面缺陷作为研究对象,利用有限元分析软件作为仿真分析工具,对不同内表面缺陷所产生的漏磁信号进行仿真分析,仿真结果表明,不同缺陷所产生的漏磁信号不同,缺陷的参数与其所产生的漏磁信号的参数之间有一定的对应关系,通过大量的模拟仿真数据和实测数据可找出这种对应关系,从而为缺陷的鉴别和管道使用寿命的评价提供依据。     

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。     

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。     

基于有限元方法的主动磁悬浮轴承电磁性能仿真分析

磁悬浮轴承利用电磁力实现定子与转子间的无接触悬浮，集机械、电子、自动控制和电气于一身，是复杂的机电一体化产品，包括了复杂的机械结构和电气控制系统。在根据磁路解析法对主动磁悬浮轴承进行各部分参数的设计时，其磁饱和、磁滞效应以及漏磁等非线性因素均无法考虑，但在实际工程应用中磁轴承的实际性能与这些非线性因素息息相关。结合有限元方法对已设计的磁轴承结构进行电磁性能的仿真分析，研究主动磁悬浮轴承内部的电磁性能并进行结构上的设计校核，为磁悬浮轴承的正确设计提供了理论基础。     

基于多传感器数据融合的漏磁信号采集与处理

漏磁检测以其高信噪比、高灵敏度和高检测效率,在无损检测中得到了广泛应用。随着科学技术的发展,传统的信号处理方法越来越不适应现代工业的需要,提出一种基于多传感器数据融合技术的漏磁信号处理方法。采用小波去噪的方法,并利用径向基函数(RBF)神经网络的数据融合技术对缺陷信号进行检测处理。仿真结果表明,采用这种方法可以有效提高系统的检测能力和信号精度。     

脉冲漏磁检测技术中新型传感器设计及实验验证

漏磁检测法广泛应用于铁磁性材料的缺陷检测.应用有限元法对一新型脉冲漏磁传感装置下钢管缺陷产生的漏磁场进行了仿真分析,仿真结果表明提取缺陷漏磁场三维分量进行缺陷识别,相比较传统的提取一维或二维缺陷漏磁场分量而言,可获取更多有关缺陷尺寸、位置等信息,提高对缺陷的识别能力.采用所设计的新型脉冲漏磁传感器,对脉冲漏磁三维检测分量信号进行了分析,由三维检测信号峰值扫描波形可有效识别缺陷,并评估缺陷长度、深度等信息;实验结果与仿真分析有较好的一致性.     

基于有限元仿真的半桥变压器优化设计磁

作为开关电源的重要组成部分,变压器设计的优劣直接影响到电路能否正常工作和抗电磁干扰性能,关系到电路的工作性能及电路的效率等。因此如何合理地设计变压器,使其参数满足优化性能,成为研究的重点。半桥变压器的磁芯利用率高,无变压器偏磁和直流磁饱和问题,且无需添加气隙,具有较强的抗不平衡能力,有效地防止了偏磁现象的发生,在大功率开关电源的设计中得到广泛应用,其设计极为关键。在分析半桥变换器工作原理的基础上,根据Ansoft公司的有限元仿真软件,分别从能量密度分布和温度场分布的角度对半桥变压器进行优化设计,给出了变压器模型的结构示意图,并对漏感进行了分析,得到减少漏感的方法,达到优化设计的目的。     

温度对漏磁信号影响的研究

针对传统的漏磁检测方法,分析了温度对漏磁信号的影响,对不同温度下试件的漏磁信号特点进行了研究。建立了铁磁材料磁导率随温度变化的对应关系,进行了热磁耦合仿真和试验,仿真结果和试验结果具有较高的一致性,表明随着铁磁材料温度的升高,磁导率下降,漏磁场的磁场强度增强,分布范围扩大。     

Skin depth and detection ability of magneto-optical imaging for weld defects in alternating magnetic field

To detect and evaluate weld defects, the skin depth and detection ability of magneto-optical imaging (MOI) for weld defects in alternating magnetic field were studied, and the application scope of MOI in alternating magnetic field was determined. A model of magnetic flux leakage testing (MFL) for weld defects is established by finite element method, and the reliability of the model is determined by law analysis and MOI experimental verification. Comparing MFL and eddy current detection with simulation method, the skin effect mechanism and rules of MOI for weld defects in alternating magnetic field are analyzed and obtained. Considering the effect of skin effect, different MFL detection models are established, and the detection ability of MOI for weld defects with different frequencies under corresponding models is studied and obtained. Finally, the MOI experiment is used to verify the results, which are consistent with the simulations. The skin effect rule and detection ability of MOI for weld defects obtained by simulation method can be used as the theoretical basis for practical experiments.     

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LabVIEW的铁磁材料漏磁检测技术研究

为实现铁磁材料缺陷的无损检测,提高材料的可靠性,根据其磁学性质,搭建了漏磁场的测量平台,在LabVIEW平台下通过控制步进电机和驱动数据采集卡实现霍尔传感器对漏磁信号的实时检测,同时对漏磁数据进行实时显示、处理和保存,并通过小波变换和微分消除漏磁数据噪声、直观显示缺陷信息.实验表明:基于LabVIEW的漏磁检测技术可以实现缺陷漏磁数据的采集、实时显示和消噪处理,实现对铁磁材料缺陷的精确检测.     

Signal processing and defect analysis of pipeline inspection applying magnetic flux leakage methods

Corrosion, stresses and mechanical damage of oil and gas pipelines can result in catastrophic failures, so pipeline safety evaluation is an important problem of oil and gas transmission. To evaluate the pipeline safety, this paper described a novel magnetic flux leakage (MFL) inspection device, and the designing MFL intelligent inspection pig was used to multi-radius pipelines and variational work condition. At the same time, because signal processing and defect recognition technique is one of the most important techniques in offshore pipeline inspection MFL system, the paper also discussed its signal processing procedure. Time-frequency analysis, median and adaptive filter, and interpolation processing are adopted to preprocess MFL inspection signal. In order to obtain high sensitivity and precision, we adopted multi-sensor data fusion technique. A wavelet basis function neural network was used to recognize defect parameters. The main contribution of the article is that we presented a novel method to evaluate and predict oil pipelines’ condition through combining neural network, data fusion and expert system techniques, and through constructing a knowledge-based off-line inspection expert system, the system improved its defect recognition capability greatly.     

去除漏磁信号中系统噪声的小波系数去噪方法

漏磁无损检测普遍用于铁磁材料的无损检测中,是近年来输油管道检测中常用的一种有效方法。研究了输油管道检测中漏磁信号的去噪问题,由于漏磁信号被多种噪声源所污染,极大地降低了漏磁信号中缺陷信号的可检测性。通过利用小波系数去噪, 提出一种去除漏磁信号中系统噪声的新方法。实验结果说明:该方法的去噪效果优于传统的小波去噪方法。     

储罐底板漏磁检测缺陷整体分布图自动生成方法

针对现有检测系统需要借助CAD 商业软件和人工标识相结合,才能绘制 储罐底板缺陷分布图的不足,研究了基于漏磁检测技术的储罐底板缺陷整体分布图自动生成 方法。首先,选择漏磁探头首通道传感器的扫查起始位置为基点,通过传感器通道数和采样 间隔定义单次扫查区域;然后,根据缺陷信号所跨越的传感器通道数以及起、止采样点数, 计算出矩形框对角线上两个顶点的坐标,并依此绘制矩形框以表征缺陷大小,进而得到单次 扫查缺陷分布图;再在统一的坐标系下,对单次扫查缺陷分布图进行归一化处理,并对相邻 两次扫查检测到的同一缺陷进行合并运算;最后,通过多次扫查图拼接,得到储罐底板缺陷 的整体分布图。检测试验证明,该方法能实现储罐底板缺陷整体分布图的直观显示,自动生 成可视化缺陷检测报告,提高了储罐底板漏磁检测系统的检测效率、实用性和可靠性。     

Pulsed magnetic flux leakage techniques for crack detection and characterisation

Magnetic flux leakage (MFL) techniques have been widely used for non-intrusively inspecting steel installations by applying magnetization. In the situations where defects may take place on the near and far surfaces of the structure under inspection, current MFL techniques are unable to determine their approximate size. Consequently, an extra transducer may have to be included to provide the extra information required. This paper presents a new approach termed as pulsed magnetic flux leakage (PMFL) for crack detection and characterisation. The probe design and method are introduced. The signal features in time–frequency domains are investigated through theoretical simulations and experiments. The results show that the technique can potentially provide additional information about the defects. Lastly, potential applications are suggested.     

漏磁检测传感器提离值的一种快速估计方法

在漏磁无损检测中,传感器的提离值是影响检测信号大小的一项重要因素.文章在使用ANSYS软件仿真得到漏磁场数据的基础上,结合磁偶极子模型和粒子群优化算法提出一种对霍尔传感器提离值的快速估计方法,并研究了磁化条件及缺陷大小对估计精度的影响.仿真结果表明:提离值的估计误差能达到5%,仿真时间仅2秒,为漏磁检测的实际应用提供了有效的分析方法.     

火炮漏磁检测仪设计的研究

The parts ofgun often create crack when used for aperiod, in order to avoid accident caused by crack, wem ustdetect it periodically, this is very im portant for thesafely operation and the safety of the operator. Them agnetic flux leakage (M FL) detecting m ethod is verysensitive to the crack on ferrom agnetic m aterials, andwith low cost and sim ple arts and crafts. So it is verywidely used in the crack detection for gun.The principle of M FL non-destruction is as follow s.The gun ' s part…