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一种基于动生涡流磁场的钢质管道管体损伤外检测方法

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安全与环境学报 2023年第11期23卷 3898-3905页

作者：陈迎春秦法佳范效礼北京工业大学城市建设学部北京100124 北京工业大学材料与制造学部北京100124 新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院乌鲁木齐830011

钢质管道缺陷严重影响钢质管道的安全运行,目前大多数钢质管道检测方法效率较低,为提升钢质管道管体缺陷检测效率,提出一种基于动生涡流的管道缺陷高速磁检测方法,并对动生涡流磁场的检测原理进行解释。利用有限元,建立高速磁检测模型,... 详细信息

钢质管道缺陷严重影响钢质管道的安全运行,目前大多数钢质管道检测方法效率较低,为提升钢质管道管体缺陷检测效率,提出一种基于动生涡流的管道缺陷高速磁检测方法,并对动生涡流磁场的检测原理进行解释。利用有限元,建立高速磁检测模型,分析动生涡流在管体的分布特点,及其与原磁场的相互作用;分析不同检测位置的磁场分布情况,选取最佳的检测位置。选用适合高速检测的多匝线圈传感器,以提高灵敏度和信号幅值。设计缺陷高速磁检测试验平台,开展不同速度、不同提离高度和不同种类缺陷(盲孔与刻槽)下的检测试验。结果显示:相较于其他检测位置,磁铁后方的动生涡流磁场强度较高,动生涡流磁场分布也较均匀,对缺陷的检测效果最佳,因此选取磁铁后方为检测点;在25 m/s的高速下,该检测方法对设置的几种缺陷仍有良好的检测效果;缺陷信号峰峰值与缺陷宽度、缺陷深度及检测速度均大致成正比;缺陷信号峰峰值与提离高度成指数关系,提离高度越大,峰值越小;缺陷信号峰峰值间距与提离高度大致成正比。综合研究显示,动生涡流磁场的检测方法与其他传统方法相比,在检测速度上有较大优势。

关键词：安全工程钢质管道动生涡流高速检测损伤规律

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基于动生涡流的速度传感方法与系统

基于动生涡流的速度传感方法与系统

作者：邓康轩华中科技大学

学位级别：硕士

金属材料的速度测量广泛应用于交通运输、加工生产和金属导轨运输系统中,目前常用的速度测量方法有光电传感器测速、可变磁阻式传感器测速、涡流传感器测速和霍尔传感器测速,但受到测速环境和外界条件的影响,现有的测速装置并不能完全... 详细信息

金属材料的速度测量广泛应用于交通运输、加工生产和金属导轨运输系统中,目前常用的速度测量方法有光电传感器测速、可变磁阻式传感器测速、涡流传感器测速和霍尔传感器测速,但受到测速环境和外界条件的影响,现有的测速装置并不能完全适用于各种外界条件下对速度的测量。本文提出了一种新型的基于动生涡流的速度传感方法,丰富速度传感方法的理论体系。本文首先提出一种基于动生涡流的速度传感方法,介绍动生涡流速度传感原理,建立基于导线激励的动生涡流速度传感理论模型。同时建立动生涡流速度传感的有限元模型,将有限元模型和解析模型进行对比,对二维稳态解析模型进行验证。进一步设计了动生涡流速度传感器的探头,确定了永磁体的材料,利用梯度投影算法对动生涡流速度传感器的励磁系统进行设计,通过对不同测点处磁感应强度和速度关系曲线的线性度、灵敏度等性能指标进行分析,设计了传感器的传感系统,并对霍尔传感器进行选型,并通过实验验证了优化结果的准确性。最后提出了基于动生涡流的速度传感系统的总体方案,阐述了测速系统的技术要点;基于现有的实验平台,对测速探头的结构进行设计;后续对系统的硬件电路进行设计,并对整体系统的测速情况进行了实验测试。测试结果表明,测速系统能够实现对运动金属导体的速度测量,各速度相对误差平均值为2.04%,相对标准差平均值为4.07%,量程为0-8.67m/s,线性度为0.9%,分辨率为0.07m/s,测速性能良好,有很大的应用价值。

关键词：速度测量动生涡流理论模型有限元仿真永磁体霍尔传感器

基于动生涡流磁场的钢质管道内壁缺陷快速外检测

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无损检测 2023年第12期45卷 51-56,85页

作者：范效礼李玮涵苗锐李强时亚南新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院乌鲁木齐830011 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京100024

采用ANSYS有限元分析软件探讨了钢质管道内壁缺陷形状、宽度、深度及检测速度与动生涡流场间的关系;设计并搭建了快速外检测试验装置;评价了高速检测条件下,不同缺陷深度所产生的动生涡流信号特征。发现缺陷自身的深宽比越大,缺陷信号... 详细信息

采用ANSYS有限元分析软件探讨了钢质管道内壁缺陷形状、宽度、深度及检测速度与动生涡流场间的关系;设计并搭建了快速外检测试验装置;评价了高速检测条件下,不同缺陷深度所产生的动生涡流信号特征。发现缺陷自身的深宽比越大,缺陷信号的磁感应强度信号越强;随着检测速度提高,动生涡流磁感应强度虽逐渐减小,但仍能精确检出缺陷的位置及参数信息;试验结果与仿真结果具有相同的变化趋势。试验结果表明,基于动生涡流磁场的钢质管道内壁缺陷快速外检测方法能够对管道内壁缺陷进行精准定位与参数辨别,可为管道的快速、精准检测提供理论参考和技术支持。

关键词：钢质管道动生涡流内缺陷外检测检测速度

基于动生涡流效应的高速运行构件亚表面缺陷检测

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无损检测 2022年第5期44卷 47-48,49-52页

作者：王丰龙袁飞孙诚于亚婷电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

基于电磁场理论和有限元分析方法,使用Maxwell软件建立含亚表面缺陷的铁磁性和非铁磁性金属构件在直流线圈磁场作用下动生涡流磁场的数值计算模型。通过仿真分别研究了亚表面缺陷深度、构件运动速度以及传感器位置对缺陷信号的影响,并... 详细信息

基于电磁场理论和有限元分析方法,使用Maxwell软件建立含亚表面缺陷的铁磁性和非铁磁性金属构件在直流线圈磁场作用下动生涡流磁场的数值计算模型。通过仿真分别研究了亚表面缺陷深度、构件运动速度以及传感器位置对缺陷信号的影响,并进行了试验验证。

关键词：动生涡流有限元法亚表面缺陷电磁场

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无缝钢管涡流检测速度效应仿真研究

传感器与微系统 2022年第9期41卷 58-60,68页

作者：赵学永周德强江南大学机械工程学院江苏无锡214122

针对无缝钢管涡流检测时,速度效应对钢管内涡流分布以及检测效果的影响问题,对钢管内涡流分布以及外壁缺陷特征信号进行了研究。建立了有限元仿真模型,分析了不同外壁缺陷深度和宽度的特征信号与检测速度之间的关系。结果表明:随着待测... 详细信息

针对无缝钢管涡流检测时,速度效应对钢管内涡流分布以及检测效果的影响问题,对钢管内涡流分布以及外壁缺陷特征信号进行了研究。建立了有限元仿真模型,分析了不同外壁缺陷深度和宽度的特征信号与检测速度之间的关系。结果表明:随着待测钢管与激励线圈之间相对运动速度的提高,钢管内动生涡流(MIEC)的强度越来越大,同时,钢管内磁场强度显著增大。当外壁缺陷深度逐渐增大时,磁通密度的峰值越来越小;外壁缺陷宽度逐渐增大时,磁通密度的峰值越来越大。

关键词：速度效应动生涡流无损检测有限元仿真