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《基于脈沖漏磁的帶保溫層管道腐蝕缺陷檢測_張韜》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、2011年5月研究與開發(fā)第30卷第5期＊基于脈沖漏磁的帶保溫層管道腐蝕缺陷檢測張韜左憲章張云費駿骉(軍械工程學(xué)院電氣工程系石家莊050003)摘要:在帶保溫層金屬管道腐蝕檢測方面,脈沖漏磁技術(shù)顯示了潛在的優(yōu)勢。利用有限元分析軟件ComsolMultiphysics對不同結(jié)構(gòu)的傳感器進行仿真分析的基礎(chǔ)上,提出了一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的脈沖漏磁傳感器,用于帶保溫層的管道腐蝕缺陷的檢測。通過實驗驗證了傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的有效性,為進一步量化分析缺陷信息打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:腐蝕;脈沖漏磁;有限元分析軟件中圖分類號:TG115.28文獻標識碼:ADetecti
2、onofcorrosioninpipelinewithinsulationlayerbasedonpulsedmagneticfluxleakageZhangTaoZuoXianzhangZhangYunFeiJunbiao(DepartmentofElectricalEngineering,OrdnanceEngineeringCollege,Shijiazhuang050003,China)Abstract:Indetectionofcorrosioninpipelinewithinsulationlayer,thepulsedmag
3、neticfluxleakage(PMFL)techniquehasmanyadvantages.Oneoffiniteelementanalysissoftwares,comsolmultiphysics,isusedtosimulatethesensorswithdifferentstructure.Anewpulsedmagneticfluxleakage(PMFL)sensorwithoptimizatedstructureisproposed,whichcandetectthecorrosioninpipelinewithins
4、ulationlayer.Theexperimentresultsshowthattheoptimizatedstructureissuc-cessful,anditpavesthewayforquantitativeanalysisofdefectinformation.Keywords:corrosiondetection;pulsedmagneticfluxleakage;comsolmultiphysic0引言1脈沖漏磁檢測系統(tǒng)腐蝕缺陷是影響各種金屬管道使用壽命的重要原因,脈沖漏磁檢測系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。激勵信號但由于各種化工
5、行業(yè)使用的壓力管道多數(shù)具有外覆蓋層由信號發(fā)生模塊產(chǎn)生,通過功率放大模塊進行放大并加載(包括保溫層和保護層),傳統(tǒng)的檢測手段都需要先去掉外到傳感器的激勵線圈上。檢測線圈把采集到的缺陷信息覆蓋層,才能進行檢測,這樣不僅大大減小了檢測的效率,經(jīng)過信號調(diào)理模塊的去噪濾波并通過采集卡進入PC計[1-3]而且增加了檢測成本。因此,研究對管道腐蝕狀況進算機進行顯示和進一步分析。行不拆除外覆蓋層的無損檢測技術(shù)具有重要的實際意義。脈沖漏磁檢測技術(shù)是一種新型無損檢測技術(shù),其有效地集成了脈沖渦流技術(shù)和漏磁檢測技術(shù)的各自優(yōu)點,實現(xiàn)了對鐵磁性管道的磁化,同時激勵磁
6、場的穿透深度也有很[4-7]大提高,因而適用于帶保溫層的管道腐蝕缺陷檢測。本文主要目的是設(shè)計一個針對帶保溫層管道腐蝕檢測的優(yōu)化傳感器模型。通過有限元分析軟件ComsolMultiphysics,在對不同結(jié)構(gòu)傳感器模型仿真的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化設(shè)計,得到適用帶保溫層腐蝕檢測的最優(yōu)設(shè)計結(jié)[8]構(gòu)實驗,驗證了優(yōu)化設(shè)計的有效性。圖1脈沖漏磁檢測系統(tǒng)原理收稿日期:2011-2＊基金項目:河北省自然科學(xué)基金(E2008001258)資助項目—32—中國科技核心期刊2011年5月研究與開發(fā)第30卷第5期PMFL傳感器的設(shè)計采用傳統(tǒng)漏磁檢測技術(shù)中的磁路設(shè)計方法
7、,在具有高導(dǎo)磁性能的U形鐵芯上繞制矩形激勵線圈/通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計,脈沖激勵信號在矩形激勵線圈上感生的磁場將通過磁芯傳到至保溫層,再進入被測管壁,這樣就大大減少了激勵磁場進入保溫層前在激勵線圈兩端的泄露,從而增加了進入管壁的磁通量。如果管壁上有缺陷存在,則在缺陷附近就會出現(xiàn)漏磁場,再使用靈敏度較高的檢測線圈增強對漏磁場的聚磁檢測效果,就可[9-12]以實現(xiàn)對該漏磁場的檢測。2傳感器優(yōu)化設(shè)計為了能夠更好地檢測到一定保溫層下的缺陷信息,檢測線圈的位置必須盡量減少噪聲的干擾,使信噪比達到最大,這樣才能保證檢測信息的準確性與完整性。因此,傳感器的設(shè)
8、計結(jié)構(gòu)和尺寸十分重要。2.1有限元初始模型建立通過有限元分析軟件ComsolMultiphysics,建立傳感器的初始模型如圖2所示。激勵線圈位于U形鐵芯的橫梁處,檢測試件的相對磁導(dǎo)率為μr=
