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1、基于磁记忆的管道特殊部件内检测技术研究ResearchonInternalInspectionTechnologyofPipelineSpecialComponentsBasedonMagneticMemory工程领域：仪器仪表工程作者姓名：杨雨涵指导教师：陈世利副教授企业导师：无天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一七年十二月摘要磁记忆检测技术是一种新兴的无损检测技术，凭借其能够检测管道应力集中状态、无需预磁化、重量轻等优势，在管道内检测中具有广阔的发展前景。目前磁记忆检测技术在管道内检测中的应用尚不成熟，
2、对管道内磁记忆信号的研究主要集中在焊缝信号。管道特殊部件如管道修复补板、支管等都是管道中常出现的部件，此外，盗油阀也是管道内检测中的关键目标。在检测中准确识别这些信号，与管道缺陷进行区分，不仅能够避免误检，还能辅助进行内检测器的定位校准。为了解决上述问题，本文在磁记忆效应与磁场有限元分析的理论基础上，对管道典型缺陷、补板结构、综合结构、盗油阀与支管结构的磁场分布情况进行仿真分析，对不同结构的磁记忆信号特征进行了区分，并分析了结构尺寸、测量提离值、地磁场方向等因素对测得信号的影响，为磁记忆管道内检测中区分管道缺
3、陷与特殊部件奠定了理论基础。本文还设计了基于磁记忆检测原理的管道内多通道检测系统，包括机械结构设计、硬件设计、多通道同步数据采集系统设计、上位机软件设计等。数据采集系统以FPGA为核心，进行多通道同步采样，实验数据通过USB上传至上位机，实现实时数据处理、成像与保存。最后针对实际管道内检测的要求，对检测系统进行了改进设计。采用上述检测系统进行了管道内检测实验，对检测系统进行磁场标定后，分析管道缺陷、补板结构、综合结构的管道内测得数据，与有限元仿真结论进行对比。实际检测效果较为清晰，验证了磁记忆检测技术能够应用
4、于管道内检测，并能够实现管道缺陷与补板等结构的识别。关键词:磁记忆，管道内检测，管道特殊部件，有限元分析，FPGAIABSTRACTMetalmagneticmemorytestingtechnologyisarisingnondestructivetestingtechnology,ithasabrightfutureinpipelineinspectionwithitsadvantagesoftheabilitytodetectstressconcentration,noneedofpre-magneti
5、zation,lightweightandsoon.Presently,theapplicationofmetalmagneticmemorytestingtechnologyinpipelineinnerinspectionisnotmature,andtheresearchofinternalmagneticsignalismainlyfocusedonthepipelineweldsignal.Pipelinespecialcomponentssuchasrepairpatchesandbranchpi
6、pesarecommondetectionobjectsinthepipeline.Inaddition,theoilstolenvalveisalsothekeydetectionobject.Theaccurateidentificationoftheseobjects’signals,anddistinctionfromdefects’signalscannotonlyavoidfalsedetection,butalsoassistthepositioningcalibrationoftheinter
7、naldetector.Inordertosolvetheaboveproblems,thispapersimulatesmagneticfielddistributionoftheabovesituationsonthebasisofthetheoryofmetalmagneticmemoryeffectandfiniteelementanalysisofmagneticfield,includingpipelinedefects,repairpatches,comprehensivestructures,
8、oilstolenvalvesandbranchpipes.Thispaperalsomakesdistinctionsofmagneticmemorysignalsbetweendifferentstructures,andanalyzestheinfluencesofthestructuresize,theliftoffvalueofinspection,thedirectionofgeomag
