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《基于脉冲漏磁的带保温层管道腐蚀缺陷检测_张韬》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2011年5月研究与开发第30卷第5期＊基于脉冲漏磁的带保温层管道腐蚀缺陷检测张韬左宪章张云费骏骉(军械工程学院电气工程系石家庄050003)摘要:在带保温层金属管道腐蚀检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势。利用有限元分析软件ComsolMultiphysics对不同结构的传感器进行仿真分析的基础上,提出了一种优化结构的脉冲漏磁传感器,用于带保温层的管道腐蚀缺陷的检测。通过实验验证了传感器结构优化设计的有效性,为进一步量化分析缺陷信息打下基础。关键词:腐蚀;脉冲漏磁;有限元分析软件中图分类号:TG115.28文献标识码: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脉冲漏磁检测系统腐蚀缺陷是影响各种金属管道使用寿命的重要原因,脉冲漏磁检测系统原理框图如图1所示。激励信号但由于各种化工
5、行业使用的压力管道多数具有外覆盖层由信号发生模块产生,通过功率放大模块进行放大并加载(包括保温层和保护层),传统的检测手段都需要先去掉外到传感器的激励线圈上。检测线圈把采集到的缺陷信息覆盖层,才能进行检测,这样不仅大大减小了检测的效率,经过信号调理模块的去噪滤波并通过采集卡进入PC计[1-3]而且增加了检测成本。因此,研究对管道腐蚀状况进算机进行显示和进一步分析。行不拆除外覆盖层的无损检测技术具有重要的实际意义。脉冲漏磁检测技术是一种新型无损检测技术,其有效地集成了脉冲涡流技术和漏磁检测技术的各自优点,实现了对铁磁性管道的磁化,同时激励磁
6、场的穿透深度也有很[4-7]大提高,因而适用于带保温层的管道腐蚀缺陷检测。本文主要目的是设计一个针对带保温层管道腐蚀检测的优化传感器模型。通过有限元分析软件ComsolMultiphysics,在对不同结构传感器模型仿真的基础上进行优化设计,得到适用带保温层腐蚀检测的最优设计结[8]构实验,验证了优化设计的有效性。图1脉冲漏磁检测系统原理收稿日期:2011-2＊基金项目:河北省自然科学基金(E2008001258)资助项目—32—中国科技核心期刊2011年5月研究与开发第30卷第5期PMFL传感器的设计采用传统漏磁检测技术中的磁路设计方法
7、,在具有高导磁性能的U形铁芯上绕制矩形激励线圈/通过这种结构设计,脉冲激励信号在矩形激励线圈上感生的磁场将通过磁芯传到至保温层,再进入被测管壁,这样就大大减少了激励磁场进入保温层前在激励线圈两端的泄露,从而增加了进入管壁的磁通量。如果管壁上有缺陷存在,则在缺陷附近就会出现漏磁场,再使用灵敏度较高的检测线圈增强对漏磁场的聚磁检测效果,就可[9-12]以实现对该漏磁场的检测。2传感器优化设计为了能够更好地检测到一定保温层下的缺陷信息,检测线圈的位置必须尽量减少噪声的干扰,使信噪比达到最大,这样才能保证检测信息的准确性与完整性。因此,传感器的设
8、计结构和尺寸十分重要。2.1有限元初始模型建立通过有限元分析软件ComsolMultiphysics,建立传感器的初始模型如图2所示。激励线圈位于U形铁芯的横梁处,检测试件的相对磁导率为μr=
