燃气管道泄漏检测及定位技术的研究

城市燃气管网纵横交错几乎分布于整个城市的地下,而管道泄漏检测也一直是国内外人们非常关注的一个重要问题,如果能够及时发现泄漏并确定泄漏位置就能有效地减小燃气泄漏造成的危害。研究了应用管道泄漏时产生的负压波对泄漏进行检测与定位的原理,设计了用于负压波信号传感及采集的硬件电路,以及对泄漏点进行定位的上位工控机软件系统。将设计的软硬件系统用于充气管道泄漏实验,结果表明采用以上原理及方法可以比较准确的检测到管道的泄漏并对漏点进行定位。     

管道环焊缝缺陷的ANSYS仿真分析

在使用管道漏磁内检测器对输油管道进行检测时,为了更加精确地识别管道环焊缝以及带有缺陷的环焊缝所形成的漏磁信号特征,以漏磁检测原理和电磁场理论为基础,运用ANSYS有限元仿真软件,建立了管道漏磁内检测器,对带有不同程度缺陷的环焊缝进行检测的三维有限元仿真模型。得到了正常环焊缝以及缺陷尺寸在8、5和2 mm情况下的漏磁特征曲线。通过对所得特征曲线的综合对比分析,认为正常管道的环焊缝与带有缺陷的环焊缝在轴向分量上没有明显的区别,然而在径向上二者方向相反,并且随着缺陷尺寸的变小,曲线峰的峰值在减小,曲线跨度也在变小。     

光缆绝缘电阻测量用高压生成电路设计

光缆监测中绝缘层绝缘电阻的测量需要一个高电压生成绝缘层的漏电流,进而测量绝缘电阻阻值.本设计从拓扑,频率,开关管的选择三个方面阐述了如何使用纯模拟电路搭建PWM 开关电源的方式产生一个稳定的可用于测量的高电压.在Pspice仿真后数据理想,实际搭建电路后产生出250v稳定的可以用于绝缘电阻测量的高压.     

基于矫顽力的铁磁性材料应力检测技术

针对铁磁性材料应力检测问题,分析了铁磁性材料矫顽力和材料所受应力的关系,提出了通过检测铁磁性材料的矫顽力实现检测应力的方法。采用电磁检测原理测量铁磁性材料的矫顽力,选取3个受到不同拉应力的铁磁性圆环,在圆环对称位置分别缠绕激励线圈和检测线圈,采用正弦交流信号作为激励,测量圆环的磁滞回线,计算3个圆环的矫顽力值。结果表明,圆环受力后磁滞回线的形状发生改变,矫顽力随着材料所受应力的增大而增大。     

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.     

基于瞬变电磁法的金属管道外检测技术

针对输油输气金属管道产生腐蚀缺陷的现象,采用基于瞬变电磁法的铁磁性金属管道外检测技术,进行管道腐蚀实时检测。利用COMSOL有限元仿真软件建立线圈探头和待测管道的实体模型,仿真得出缺陷几何尺寸对线圈探头产生磁场的变化规律;通过改变线圈探头的激励强度、缺陷深度等条件,分析缺陷处磁感应强度的特征。结合仿真分析结果,制作线圈探头实验装置,并利用该装置实现了对内径为80mm、外径为100mm的管道检测。实验结果表明,在管道的缺陷处,检测到感应电动势信号峰值比管道无缺陷处高,可实现对管道缺陷的检测。     

三轴漏磁缺陷检测技术

针对轴向裂纹等管道缺陷类型的检测,基于漏磁检测原理,研究了三轴漏磁管道缺陷检测技术.通过对缺陷漏磁矢量场的研究,将漏磁场分为轴向、径向和周向三个分量.利用ANSYS仿真软件,建立励磁系统模型,仿真出三维磁场磁通密度矢量分布图,模拟缺陷漏磁场分布.研制实验平台,采用霍尔传感器制成三轴漏磁检测探头,检测出漏磁场三个方向的漏磁信号.结果表明,三轴漏磁缺陷检测技术可以反映较多缺陷信息,有助于检测特殊类型缺陷.     

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.     

基于LabVIEW的远场涡流管道检测系统

为了提高管道无损检测的精度,实现管道内外壁缺陷的检测,采用远场涡流的检测方法,依据检测线圈接收到的信号是激励线圈产生磁场两次穿过管壁后的信号,携带了管壁内外缺陷信息的原理,设计了远场涡流传感器、检测信号处理电路。对检测线圈接收信号进行放大、滤波处理,信号采集;采用LabVIEW编程计算检测信号幅值,互相关算法计算检测信号相位,确定缺陷深度。对内径36mm的有伤管道进行了试验。结果表明,所设计的仪器能检测出管道上深度为0．5mm及以上缺陷。利用LabVIEW对相位差计算提高了检测精度,为实际应用提供参考。