基于FPGA的漏磁检测多路数据采集

针对含有大量传感器信号的漏磁检测系统中存在的数据采集卡与传感器间的信号传输瓶颈问题,应用FPGA控制多路模拟开关阵列,利用分时复用技术将多路传感器数据合成单路数据送入数据采集卡,计算机利用预定义的同步信号完成数据处理.该方法应用一根信号线和控制线完成了多路数据的传输,解决了漏磁探伤系统中数据采 集卡的输入通道数满足大量传感器需要的问题.     

小波分析在超声信号采集消噪中的应用

在使用超声波探伤设备进行探伤过程中,为了抑制噪声信号对缺陷识别和判断带来的影响,采用小波分析的方法,利用Daubechies小波家族的db2做小波函数,借助于小波变换的时-频局部分析特性,对超声波回波信号进行了多分辨率分析.在每一阶设定不同噪声阈值,对输入信号进行噪声去除,并进行信号重建.实验证明,使用该方法能够有效地实现对超声波回波信号的噪声抑制,提高超声波的探伤精度.     

泄漏同轴电缆在周界报警装置中的应用

利用泄漏同轴电缆的特性设计了一种可以对指定区域进行监视的装置，它适用于对大范围或地形复杂的区域进行周界防范.该种周界报警装置是将感应电缆埋地安装，利用其电磁场形成一堵无形的围墙，随时警戒区域的周界变化.采用泄漏同轴电缆作为感应器件，分析、设计了一种应用泄漏同轴电缆的周界报警装置.介绍了泄漏同轴电缆的工作原理；利用场论公式推导和计算了电缆参数；搭建了报警装置的实验电路，当有人通过泄漏同轴电缆时可以检测到信号的变化.同时，验证了泄漏同轴电缆应用于周界防越报警的可行性.     

基于磁通门传感器的弱磁场检测方法

为了实现对弱磁场的检测,研究了磁通门传感器原理,建立了磁通门传感器数学模型;采用高磁导率材料钴基非晶合金VITROVAC 6025Z作为磁芯材料设计制作了磁通门传感器,结合DDS(直接频率合成器)激励电路和虚拟仪器构成磁通门磁强计.虚拟仪器上磁场调零功能可实现磁通门磁强计在不同磁场环境下的归零校准,对弱磁场的测量更加精确.经对比实验,选择激励信号频率为10 kHz,激励幅值为5V,此时该系统灵敏度较高.在稳定可控磁场中,利用特斯拉计对系统进行定标,实验结果表明,磁通门磁强计线性度较好,分辨力达μT级.     

管道地理坐标内检测的里程校正算法

利用管道清管器(pipeline cleaner,PIG)搭载捷联惯导(strap down intertial navigation system,SINS)器件实现管道地理坐标的定期测量.SINS计算的结果发散是测量系统实用化的瓶颈,为此将PIG里程校正的卡尔曼(Kalman)滤波方法应用于管道地理坐标测量中.根据管道内检测环境的需要选择霍尔式里程轮和采用微机电系统(micro-electromechanical systems,MEMS)的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU);针对MEMS器件精度较低的问题,利用分离滤波方法减小信号的零偏噪声,使惯性信号满足Kalman滤波的需要;建立了9维状态误差的数学模型,将里程轮的速度与SINS计算的速度之差作为观测量,通过Kalman滤波对管道定位的状态误差进行估计和补偿;搭建实验装置进行实验验证.结果表明,校正算法解决了计算结果发散的问题,检测160 m长度的管道精度达到3.8％,具有一定的实用性.     

基于Laplacian与多尺度数学形态学的漏磁图像边缘增强方法

为增强管道焊缝漏磁图像的边缘特征,提出一种基于Laplacian与多尺度数学形态学的焊缝漏磁图像边缘增强方法。首先采集管道漏磁内检测器中的漏磁数据进行成像,然后利用数学形态学算法,通过构建多尺度结构元素对图像进行边缘检测,利用边缘颜色约束对删除非边缘点,最后利用拉普拉斯算子对边缘进行增强。结果表明,该方法可较准确地提取漏磁信号图像的焊缝和缺陷边界,实现焊缝和缺陷的边缘增强,具有一定的可行性和实用性。     

基于Mises强度准则的腐蚀缺陷管道评价方法

针对腐蚀造成管道承载能力降低的问题,研究了管道缺陷评价方法.基于形状改变比能强度准则(Mises 强度准则),推导了管道极限承载力的计算公式,采用ANSYS有限元仿真软件对理论计算得出的结果进行分析验证.建立了等深度方形腐蚀缺陷管道的有限元模型,针对不同几何参数的腐蚀缺陷,得出腐蚀缺陷深度、长度和宽度对缺陷管道极限承载力的影响规律.仿真结果表明,腐蚀缺陷深度是影响管道极限承载力的最主要因素,腐蚀缺陷长度到达某一特定值后对极限承载力的影响平缓,腐蚀缺陷宽度对管道极限承载力存在微弱的加强作用.     

基于平衡电磁技术的管道裂纹全角度检测方法

针对管道表面裂纹缺陷方向各异的问题,提出一种基于平衡电磁技术的裂纹全角度检测方法。通过麦克斯韦方程分析了时谐电磁场下管道内表面的电磁分布,根据磁通与感应电流的畸变分析了管道表面各方向裂纹的检测机理与检测信号规律,并证明了平衡电磁技术对管道裂纹全角度检测的有效性。利用有限元方法计算分析了裂纹与检测方向成七种不同角度时管道内表面的电磁畸变程度,并通过仿真得到相应的感应电压信号,根据仿真结果进行有效性试验,结果表明,平衡电磁检测技术能够对管道表面裂纹实现全角度检测,检测信号特征以检测方向与裂纹成30°夹角为分界,0°～30°信号特征为先波谷后波峰,检测信号幅度随着角度增加逐渐减小,峰谷间距快速变小;30°～90°信号特征为先波峰后波谷,检测信号幅度随着角度增加逐渐增大,峰谷间距缓慢变小;当检测方向与裂纹成30°时,感应电压信号为双峰谷特征,且峰峰值最小。该方法为管道表面裂纹角度的量化研究提供了理论依据和实验基础。     

管道周向励磁漏磁检测磁路设计

管道周向励磁漏磁检测技术是一种新的检测方法,对于检测和定量评定轴向导向缺陷具有潜在优势。磁化器磁路设计是漏磁检测需要解决的首要问题,采用磁路计算原理研究管道磁化磁路中永磁体长度、厚度和宽度改变时,管道表面缺陷产生的漏磁场的变化情况,得到了缺陷漏磁场随永磁体长度、厚度和宽度改变时的变化规律。此规律有助于从整体上把握永磁体磁路设计,改善磁化效果,提高漏磁检测灵敏度,进而为漏磁检测磁路的设计提供依据。     

钢板缺陷的脉冲漏磁检测系统设计及试验

基于脉冲漏磁检测技术检测钢板缺陷,实现钢板表面和背面缺陷的区分。利用设计的钢板脉冲漏磁检测系统,提取了钢板表面和背面缺陷的信号,分析在脉冲信号激励下的缺陷漏磁信号特征。根据信号电压峰值和电压谷值同步曲线区分缺陷,编写了基于Labview的检测程序,实现了钢板表面和背面缺陷检测和区分。在实验室条件下,通过设计的脉冲漏磁检测系统,对刻有矩形槽的钢板进行了检测。试验结果表明,基于脉冲漏磁检测技术,利用电压信号峰值和谷值同步采样曲线,可对钢板表面和背面缺陷进行检测和区分。