基于漏磁检测的缺陷评估方法的研究

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1、中图分类号：TG115.28论文编号：102870318-SX111学科分类号：080805硕士学位论文基于漏磁检测的缺陷评估方法的研究研究生姓名徐中行学科、专业电气工程研究方向电工理论与新技术指导教师许鹏副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonDefectEvaluationMethodBasedonMagneticFluxLeakageTest

2、ingAThesisinElectricalEngineeringbyXuZhongxingAdvisedbyProf.XuPengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018南京航空航天大学硕士学位论文摘要漏磁检测技术是一项自动化程度很高的无损检测技术，因其灵敏度高、检测速度快、成本低廉，被广泛应用于储罐、管道、轨道等铁磁性材料的出厂和在役检测中。目前漏磁检测中，缺陷参数的量化评估需要依赖于检测人员根据以往经验分析漏磁场信号，工

3、作量大、效率低，并且结果受到主观因素的影响大。由于存在上述问题，本文对漏磁检测中缺陷参数的评估方法进行了研究。从电磁学的基本理论出发，介绍了漏磁检测的原理与等效磁路，并分析了脉冲激励漏磁检测方法的优势。使用Maxwell仿真软件建立了漏磁检测仿真模型，通过有限元分析法研究了在不同激励幅值、探头提离与检测速度情况下恒定激励的缺陷漏磁信号，以及使用脉冲激励检测上、下表面缺陷的漏磁信号。分析了不同激励参数情况下，脉冲漏磁检测中存在的涡流效应对缺陷检测信号的影响，发现磁场激励较小时上表面缺陷的漏磁信号存在过冲现象。研制了脉冲漏磁缺陷检测实验系统，基于LabVIEW软件设

4、计了信号采集、存储和分析的虚拟仪器。实验检测了多种不同参数的缺陷，提取检测信号特征并研究缺陷参数量化评估方法，提出通过有无过冲信号区分上、下表面缺陷的方法。基于时域和频域分析了脉冲漏磁检测信号，通过三维有限元仿真得出不同缺陷的漏磁信号特征，运用等值线图和人工神经网络的方法建立了漏磁信号特征与缺陷参数间的关系，进而研究了基于实验检测信号评估缺陷几何参数的方法。研究结果表明，基于有限元仿真结果的评估模型可以在一定精度上对缺陷参数进行量化评估。关键词：无损检测，漏磁检测，缺陷检测，量化评估，有限元分析I基于漏磁检测的缺陷评估方法的研究ABSTRACTMagneticf

5、luxleakage(MFL)testingtechniqueisanon-destructivetesting(NDT)techniquewithhighdegreeofautomation,duetoitshighsensitivity,highdetectionspeedandlowcost,itiswidelyusedinthefactoryandserviceinspectionofferromagneticmaterialssuchastanks,pipesandtracks.However,theexistingquantitativeevalua

6、tionofthedefectparametersusingMFLreliesontheinspectorstoanalyzetheleakagemagneticfieldsignalsbasedonpreviousexperience,whichhaslargeworkloadandlowefficiency,andtheresultsareinfluencedbythesubjectivefactors.Accordingtotheproblemsabove,theevaluationmethodofdefectparametersinMFLdetectio

7、nisstudiedinthispaper.Accordingtothebasictheoryofelectromagnetics,thispaperintroducestheprincipleofMFLdetectionanditsequivalentmagneticcircuit,andanalysestheadvantagesofpulsedmagneticfluxleakage(PMFL)testing.SimulationmodelsofMFLaresetupbythesoftwarecalledMaxwell.Underdifferentexcita

8、tionamplitud