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基于管道内检测的高分辨平面涡流线圈检测技术研究
| 论文题名： | 基于管道内检测的高分辨平面涡流线圈检测技术研究 |
| 关键词： | 涡流检测;缺陷分辨能力;平面线圈;管道内表面缺陷;仿真分析 |
| 摘要： | 管道是国家能源的命脉，管道运输是石油、天然气等重要能源的主要运输方式。国内油气管网规模的增大和各大油气田的勘探开发都标示着管道运输的高速发展，但随着管道服役时间的增加，土壤环境的腐蚀破坏或管道生产时的安全隐患等都会对管道造成危害，引起重大的安全问题。因此，为保障管道的安全运行，需定期对管道进行检测以及时维护。本文针对小口径油气管道缺陷检出及评估，考虑到管道漏磁检测所占体积空间大，现有管道涡流检测数据单一、对缺陷分辨能力弱等局限，在涡流检测的基础上提出了多种单激励多接收差动式平面线圈模型，通过单激励多类传感接收模式提高缺陷的检测分辨能力，并通过仿真及实验验证。主要研究工作如下： （1）基于电磁感应原理和等效电路模型，提出多种单激励多接收差动式平面线圈模型，通过差动式结构提高缺陷的检测灵敏度，通过单激励多接收的平面结构提高缺陷分辨能力。使用COMSOLMultiphysics构建仿真模型，对各模型的涡流特征和缺陷信号进行仿真分析，说明其对缺陷分辨能力的提高，对部分重要参数进行仿真对比以提高检测灵敏度，并针对线圈模型进行各类缺陷的仿真以验证检测能力。加工提出的各线圈模型，搭建实验室检测平台，针对不同试件对各线圈模型进行实验验证，并选择线圈模型进行管道检测实验。 （2）集成管道检测系统，包括信号激励模块、数据采集模块、数据存储模块、电源管理模块等，使用内检测器进行实际管道牵拉实验，通过管道实验验证了各线圈模型对管道缺陷的检出能力及分辨能力。出于多检测线圈对硬件复杂度及功耗的考虑，借鉴神经网络思路，提出了物理模型优化，通过线圈信号卷积的方式，将多路检测线圈的信号合成为一路信号，合成数据信号反演原始多路信号达到高分辨检测能力，设计了算法模型，在实验室平台上进行了验证，初步验证了检测效果。 |
| 作者： | 白宗璞 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 刘群英;严伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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