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基于交叉磁场的管道涡流内检测技术研究
| 论文题名： | 基于交叉磁场的管道涡流内检测技术研究 |
| 关键词： | 管道;无损检测;交叉磁场;涡流检测技术 |
| 摘要： | 管道是现代工业和生活中的基础设施，它在长期服役过程中会出现腐蚀、裂纹、疲劳等缺陷，导致管道泄漏和损坏，因此，需要对管道进行定期检测与维护。管道内检测技术包括漏磁检测技术、超声检测技术、涡流检测技术等，其中漏磁检测技术主要应用于大型长输管道，而涡流检测技术因其检测器小、通过性和灵敏度高，适用于小口径管道内检测，但涡流检测会受到趋肤效应影响，只能覆盖管壁表面和近表面缺陷。 本文针对小口径埋地管道涡流检测技术难以检测管道深层及外壁缺陷的局限，提出了一种基于交叉磁场的管道涡流内检测技术，结合平面涡流和远场涡流的管道内检测技术原理，在管内同时激励垂直于管壁和沿管道方向传播的磁场，可以同时检测管道内壁和外壁缺陷。通过构建有限元仿真、搭建实验平台进行验证，并设计了管道内检测器检测了多种管道。主要研究工作归纳如下： （1）基于平面涡流理论和远场涡流理论，针对管道内外壁缺陷同时检测的难点，提出了基于交叉磁场的管道涡流内检测技术。通过COMSOL软件构建交叉磁场管道涡流检测的仿真模型验证了其检测原理，搭建实验平台确定传感架构、激励电压和激励频率，并验证了实验半管的内壁和外壁缺陷检测能力。 （2）设计了基于交叉磁场的管道涡流内检测器，搭建了集成检测系统，包括信号激励模块、信号采集模块、数据存储模块等，制作了机械结构，并通过优化传感架构，包括聚磁环和屏蔽片、激励线圈与检测线圈距离，提升了检测能力。 （3）使用设计的内检测器分别检测全外壁缺陷管道、外壁微小缺陷管道和模拟实地管道，计算分析了基于交叉磁场的管道涡流内检测器对管道内外壁缺陷的电压灵敏度和相位灵敏度以及最小分辨率，并与仅使用单一磁场的管道内检测器进行对比。 |
| 作者： | 焦道坤 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 高斌;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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