金属管道内径及磁导率检测装置设计

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1、论文题目金属管道内径及磁导率检测装置设计学科专业仪器科学与技术学号201521070428作者姓名莫钦鹏指导教师张伟副教授分类号密级注1UDC学位论文金属管道内径及磁导率检测装置设计（题名和副题名）莫钦鹏（作者姓名）指导教师张伟副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业仪器科学与技术提交论文日期2018.04.03论文答辩日期2018.05.15学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DesignofDe

2、tectingDeviceforMetalPipeInnerDiameterandMagneticPermeabilityAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:InstrumentsScienceandTechnologyAuthor:QinpengMoSupervisor:AssociateProfessorWeiZhangSchool:SchoolofAutomat

3、ionEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。

4、本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）摘要摘要近年来，由于石油制品的应用日趋广泛，以及管道运输相较于其他运输方式无可比拟的优势，我国的油气输送管道得到了飞跃式的发展。伴随着油气输送管道的飞速发展，相应的由于自然或者人为因素以及管道自身老化引起的管道损伤也日趋增多，因此，管道质量评估相关技术的研发也就迫在眉睫。金属管道内径及磁导率检测装置的设计目的是准确检测出金属管道的内径

5、以及磁导率等管道属性，为后续的管道质量评估提供数据支持。本文主要基于涡流检测理论，对金属管道内径及磁导率检测装置进行设计及验证，并完成其硬件电路及相关反演算法设计，最终实现准确反演管道内径及磁导率。本文首先基于涡流检测理论，对金属管道内径及磁导率检测理论进行阐述分析；接着建立金属管道内径及磁导率检测模型，对其激励信号的频率以及线圈间距进行分析和选择；其次，介绍金属管道内径及磁导率检测装置及检测环境三维模型的建立过程并分析管道内缺陷、装置检测速度以及装置偏心对装置检测结果的影响，并借助ANSYS建立

6、起金属管道内径及磁导率检测的反演数据库；然后，在对金属管道内径及磁导率检测装置的实际研制中，结合理论以及实测数据，对装置的激励信号以及接收信号进行处理，通过对接收信号进行拾取调理以及DSP和FPGA相结合的数字信号处理，准确地计算出激励信号与接收信号之间的相位差；最后介绍了极限学习机算法和最小二乘支持向量机算法，并将其在MATLAB中实现，利用反演数据库以及验证数据库，根据两种算法反演得到的金属管道内径及磁导率与实际值的对比，对反演算法进行选择。通过对金属管道内径及磁导率检测装置进行的测试和相关测

7、量结果处理，验证了装置的可行性和测量的准确性，并通过装置对金属管道的实际测量，验证装置对管道内径的检测是否达到设计要求。关键词：管道属性，涡流检测，有限元仿真，极限学习机算法，最小二乘支持向量机算法IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,duetotheincreasinglywideapplicationofpetroleumproductsandtheunparalleledadvantagesofpipelinetransportationcomparedwithoth

8、ermodesoftransportation,theoilandgaspipelineinourcountryhadmadeleapsandbounds.Withtherapiddevelopmentofoilandgaspipelines,thecorrespondingpipelinedamageduetonaturalorman-madefactorsandtheagingofthepipelineswerealsoincreasing.Therefore,theresea