缺陷漏磁成像技术综述

缺陷漏磁成像技术一直是无损检测领域的研究热点之一,也是铁磁性构件缺陷检测与评估的重要手段。本文从缺陷的漏磁数据可视化、缺陷轮廓的二维漏磁成像以及缺陷的三维漏磁成像三个阶段,对缺陷漏磁成像技术的发展历程进行归纳梳理,详细介绍了各阶段常用的成像方法。并在此基础上,讨论了缺陷漏磁成像技术的研究方向和发展趋势。     

基于漏磁检测的缺陷量化方法

对基于漏磁检测原理检测到的铁磁性管道上存在的缺陷漏磁信号的量化方法进行了综述.文中归纳、梳理了各种现实可行的缺陷量化方法的原理、特点及验证结果,较详细地介绍了目前较多采用的几种不同人工神经网络缺陷量化方法及其特点,并提出了进一步改进漏磁检测信号量化质量的努力方向.     

漏磁检测的混合正则化反演方法研究

漏磁检测作为无损检测的主要方法之一已得到了广泛关注和应用。漏磁检测对缺陷的识别问题属于电磁场计算的反问题,因其不适定性难以直接求解,因此目前对于漏磁检测方法的研究和应用大部分都避免了对反问题直接求解,而是采用搜索匹配式的方法。文中尝试使用混合正则化LSQR-Tikhonov的方法对基于磁偶极子单元积分模型的漏磁检测反演问题进行处理,对LSQR方法添加Tikhonov正则化来获得更多的主奇异值信息减小误差,通过混合正则化计算得到的近似解较为逼近真实值,得到的二维反演结果也可以判断出缺陷的位置和形状,通过仿真及实验验证了算法的准确性。     

管道漏磁内检测的管壁缺陷漏磁场解析模型

漏磁内检测技术是长输油气管道缺陷检测的主要手段,缺陷几何特征识别对管道安全运行评价具有重要意义。基于二维磁偶极子模型,建立管道内壁缺陷漏磁场空间分布的三维解析模型,对磁化方向垂直缺陷时磁荷产生漏磁场的变化规律进行研究;基于内壁解析模型,引入管壁退磁影响因子,对模型进行补偿,建立管道外壁缺陷漏磁场三维解析模型,得到了管道外壁不同缺陷漏磁场的分布特征。搭建漏磁检测实验平台,对所建模型有效性进行实验验证。结果表明,管壁对外壁缺陷漏磁场具有一定屏蔽作用,实验结果和理论分析具有很好的一致性,所建模型可有效描述管道内外壁缺陷漏磁场空间分布特性,对缺陷识别和定量评估具有一定工程指导意义。     

永磁体漏磁检测原理及其在无损检测中的应用

漏磁检测是以自动检测为目的而发展起来的一种自动无损检测新技术。本介绍以永磁体作为励磁源，利用磁敏元件检测漏磁场强度来获取缺陷信号，并由计算机进行智能处理后，完成缺陷的状态识别，从而实现钢件缺陷的自动定量检测。     

基于相关性的钢轨缺陷漏磁检测提离干扰抑制

钢轨是铁路交通的基础设施,漏磁技术常用来检测诸如钢轨之类的铁磁性材料的表面缺陷。针对缺陷漏磁检测信号容易受到提离变化干扰的问题,提出了一种基于相关性的滤波算法。先根据缺陷尺寸、巡检速度和采样速度把检测数据分段,然后在每一段中,比较相邻磁敏传感器x方向采样数据的相关性、各个磁敏传感器x和z方向采样数据的相关性的相对大小,确定本段数据中提离干扰的幅值,以此实现滤波。构建了实验系统对钢轨表面的缺陷进行了检测实验,实验结果表明该算法能有效抑制提离干扰,信噪比增益在1.7以上。     

管道三维漏磁检测仿真分析及研究

为了保证油气输送管道的安全,针对传统管道漏磁检测器灵敏度低、检测精度不高且体积庞大易在管道中发生卡堵的问题,提出设计一种高度集成的管道三维漏磁检测传感器,并分析了漏磁场形成机理和三维漏磁检测原理。在有限元分析软件COMSOL中建立了管道缺陷漏磁检测的三维有限元模型,进行管道缺陷的漏磁场特征仿真分析。结果表明,得到的缺陷漏磁场磁通密度云图与理论分析一致,并且根据所得漏磁信号可以判断出有无缺陷,对缺陷的长度有较高的检测精度,在有缺陷的情况下进一步可以判断该缺陷是内缺陷还是外缺陷。     

油气管道缺陷漏磁检测数据压缩算法研究

油气管道缺陷漏磁检测所获取的原始数据量很大,而检测器的数据存储容量和处理速度均有限,因此有必要研究快速、高效的缺陷漏磁检测数据压缩算法。文中分析了油气管道缺陷漏磁检测对数据压缩的特殊要求,针对所获得检测数据的特征,提出了一种分段自适应压缩算法。该算法对油气管道缺陷漏磁检测数据进行分段划分并加以识别,针对不同类别的数据段采用不同的压缩方法,且通过改变数据分段的长度和压缩阈值,可调整检测数据的压缩比和压缩失真度。对试验用管道上人工缺陷的漏磁检测数据进行了压缩,结果显示,该算法可在保持较低数据失真度的同时,获得足够高的数据压缩比;压缩效率、压缩质量和复杂度等,均可满足油气管道缺陷漏磁检测对大量数据进行快速、高效压缩的需求。     

无损检测中的漏磁法原理与实践

用漏磁法无损检测铁磁材料及其构件中的缺陷应用较多，但要准确地定量测量的实现比较困难。本文从检测信号的分析技术出发，介绍了漏磁定量检测的原理及其在钢丝绳断丝检测中的应用技术。     

基于脉冲漏磁的带保温层管道腐蚀缺陷检测

在带保温层金属管道腐蚀检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势.利用有限元分析软件Comsol Multiphysics对不同结构的传感器进行仿真分析的基础上,提出了一种优化结构的脉冲漏磁传感器,用于带保温层的管道腐蚀缺陷的检测.通过实验验证了传感器结构优化设计的有效性,为进一步量化分析缺陷信息打下基础.     

三维漏磁检测实验平台的研制

漏磁检测技术广泛用于石油和天然气管道腐蚀缺陷的在役检测.传统的一维漏磁检测技术通常检测管道径向的漏磁信号,只能反映缺陷的深度信息,对于任意形状的缺陷的评估则无能为力.要反映不规则形状的缺陷的特征,提高缺陷检出率,则须使用三维漏磁检测技术.三维漏磁检测系统要采集和处理大量的数据,系统相对复杂.本文提出的三维漏磁检测实验平...     

油管漏磁检测的有限元建模技术研究

有限元法广泛应用于石油管道缺陷漏磁场分析，成为替代物理试验，获得大量缺陷漏磁信号的有效手段。该文阐述了如何用有限元方法建立漏磁检测仿真模型。根据漏磁检测设备相关参数，建立静态和瞬态有限元仿真模型。通过对励磁磁场的均匀性、检测速度和缺陷尺寸3种影响因素的仿真分析，比较了静磁场模型和瞬态模型的仿真结果和效率。静磁场模型求解效率高、占用的计算资源少，但是随着检测速度的增大，求解结果明显偏高。瞬态模型没有速度带来的误差问题，但耗费大量的计算资源，仿真时间大大增加。给出了用静磁场模型分析钢管缺陷漏磁场应满足的条件。     

模块化永磁直线游标电机等效磁网络及漏磁分析

在模块化永磁直线游标电机的初始设计及优化设计中,使用有限元方法(FEM)计算漏磁系数时需要耗费大量的建模和计算时间。针对这一问题,建立该种电机的等效磁网络模型,在建模期间,考虑气隙中的边缘效应,并计算永磁体组与定子齿在不同相对位置时的等效磁导,得到该种电机在一个周期内不同相对位置时的漏磁磁导和漏磁系数的数学解析表达式。采用FEM验证了该数学解析表达式的准确性。研究结果为模块化永磁直线游标电机的设计提供了理论依据。     

基于Ansoft的爪极发电机漏磁分析与优化设计

针对爪极发电机漏磁大,影响电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型.通过在三维模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律.在空载、恒定励磁条件下,分析了气隙大小对电机漏磁影响.探究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机的漏磁分布情况,并与电励磁爪极电机的漏磁系数进行了对比分析,验证了混合励磁爪极电机在漏磁和效率上的优越性.     

牛顿插值在漏磁探伤中的应用

就管道漏磁探伤压缩后的数据插值方法进行讨论,比较了常见的几种数值插值方法,最终选择牛顿插值法进行插值得到插值函数。用数据处理软件MATLAB语言对相关函数的实现做了讨论,并将二维信息纵向比较得到三维信息,为确定管道缺陷的长度、宽度、深度做了准备工作。     

切向磁场永磁发电机结构参数对漏磁通的影响分析

针对磁路法求解空载漏磁系数不准确的问题,在不改变切向磁场永磁发电机定子结构的情况下,利用有限元法分析转子的极对数、永磁体厚度、隔磁套厚度、气隙长度的变化对发电机漏磁通和漏磁系数的影响规律,为切向永磁发电机的设计提供技术支持.     

基于Ansoft的爪极发电机空载漏磁分析

针对漏磁影响爪极发电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型。通过在模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律。在空载、恒定励磁条件下,分析了电机漏磁随转速变化的规律。     

考虑漏磁效应的新型磁控可调电抗器的磁路建模和特性

为了扩大磁控可调电抗器(Saturable-Core Controllable Reactor,SCCR)的电抗调节范围并保持良好的线性控制特性,设计和研究一种基于磁放大原理的新型磁控可调电抗器结构,该电抗器铁心磁路中设置有气隙。论文分析了该可调电抗器的磁化机理和控制特性,利用三维有限元方法(FEM)计算了新型磁控可调电抗器的磁场分布,建立了考虑漏磁效应的磁控可调电抗器的等效磁路模型。研究结果表明,新型磁控可调电抗器的电抗控制特性线性调节范围宽,对直流偏磁电源容量要求小。通过将仿真计算与样机测试结果比较,验证了所建立等效磁路模型的正确性和有效性,对新型磁控可调电抗器的设计和应用具有参考价值。