摘要：针对金属薄板的缺陷检测问题,进行了电磁超声兰姆波无损探伤技术的研究。基于兰姆波的频散特性,推导出了兰姆波各模式相(群)速度关于线圈间距、频厚积及激励频率的表达式,确定了电磁超声换能器的结构参数。设计了一种DDS与FPGA相结合,产生串码、频率可调的脉冲激励信号串发生电路,利用H桥放大电路对激励信号进行了升压处理,并对激励线圈进行了阻抗匹配。试验结论表明:永磁铁与激励线圈的不同组合形式可以分别在铁磁性和非铁磁性金属薄板中激发出兰姆波。研制的功率放大电路及信号处理电路能够在金属薄板中激发出高性能的兰姆波并实现稳定接收,具有较高的信噪比,能够实现对金属薄板的无损探伤。

摘要：针对多通道探头阵列低频电磁检测系统进行研究,阐述了低频电磁技术检测机理和组成结构,提出采用多通道感应式磁传感器检测线圈阵列作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32控制器完成多通道阵列励磁探头、激励电路、信号调理采样电路及存储读取一体化电路模块的系统化设计。实验结果表明,该系统运行稳定,可有效规避外部杂散磁场干扰,并实时输出当前检测位置缺陷信息(幅值、相位),为低频电磁无损检测技术的进一步发展提供了优良的实验基础。

摘要：针对在役化工金属管道因腐蚀而产生管壁减薄的现象,研究了超声波腐蚀检测技术,实现管道腐蚀的定点周期性监测。基于超声波脉冲反射法测厚原理,提出了超声波管道腐蚀监测系统具体的设计方案。采用高速电压比较器结合时间数字转换芯片TDC-GP21构成数据处理单元,实现管道壁厚的高精度测量。采用滞回式电压比较电路,输出信号的上升沿陡峭、噪声小;时间测量电路输出的时间测量值由LCD液晶屏显示,分辨率为0.000 1μs;计算分析得出,管道厚度测量平均误差小于1%;系统多次测量的重复性较好。

摘要：根据管道屈服强度的样本统计数据,利用概率方法,结合管道埋地时的双轴应力状态,并根据试压段高差,确定管道可接受的最高强度试压压力。基于管道弹性变形,提出考虑空气含量和水压缩性的压力-容积曲线理论表达式。在工程实践中,采用压力-容积曲线实时监控试压进程,应用霍尔元件记录泵冲程数确定管道进水量,以此获得实际压力-容积曲线。在伊宁—霍尔果斯管道工程中,根据该方法确定管道试压强度为试压段高点不低于96%SMYS,实际监测所得的压力-容积曲线与理论曲线吻合较好,管道未发生泄漏。

摘要：电涡流传感器由于具有对介质不敏感、非接触的特点,广泛应用于对金属的位移检测中。为扩大电涡流传感器的测量范围,采用恒频调幅式测量电路,引用指数运算电路作为非线性补偿环节。利用Matlab计算软件辅助设计了直径为60 mm电涡流传感器探头,并结合测量电路进行实验。实验结果表明最大测量范围接近90 mm,验证了该系统工作的稳定性,证明设计达到了预期效果。

摘要：为了解释磁层析成像法测量的磁信号与应力集中区之间的定量关系,提出了基于磁偶极子理论的应力集中区磁场空间传递模型,利用有限元方法计算和分析管道不同位置的应力集中区磁场信号分析形态。设计了实验平台,对含有应力集中区的钢管进行测量,验证了模型分析方法的可行性。结果表明:磁层析成像法能够检测位于管道任意部位的应力集中区磁场,管外空间畸变磁场形态和趋势与应力集中区磁场一致。随着提离值的增加,管外的磁信号强度发生指数性衰减,也说明采用该方法检测位于管道顶部的应力集中区准确率更高。

摘要：为了实现对油气管道应力的实时监测,提出了一种基于电磁技术的管道应力检测方法。在磁机械效应的J-A模型基础上,对铁磁性材料力磁耦合关系进行数学建模,推导出应力与材料磁导率的函数关系;设计管道应力检测系统,并给出了管道表面漏磁信号与材料磁导率、激励电压和线圈匝数之间的数学关系;搭建管道打压实验平台,对管壁切向应力信号与管壁表面切向磁场分别进行测量。结果表明,当沿着管道切向方向励磁时,随着管道内压增加,管壁切向应力与管壁表面切向磁场变化趋势一致,且二者之间成较好的线性正相关关系,有利于长输油气管道应力检测技术的进一步发展。

摘要：介绍了一种海量数据采集的方法,解决了石油管道检测中多通道、高速实时采集的问题。利用FPGA实现了对400路模拟信号、每路采样频率1 kHz的数据采集;使用SPI总线简化了传感器与FPGA控制板之间的大量连线,同时满足了实时性和小型化的要求。通过实测数据和实测波形对系统进行了验证。

摘要：针对天然气管道破坏识别的问题,研究了各种典型破坏信号的特征。从检测管道内破坏声波的角度搭建平台并进行相关实验。设计了基于虚拟仪器的天然气管线破坏声波监测与定位系统。该系统使用高速单片机采集泄漏信号,计算机采用LABVIEW实现实时信号的采集、存储、分析和结果显示。当管线遭到破坏时能够准确定位并自动关闭阀门,减小事故损失。该系统具有成本低、人性化等特点。

摘要：为了实现对弱磁场的检测,研究了磁通门传感器原理,建立了磁通门传感器数学模型;采用高磁导率材料钴基非晶合金VITROVAC6025Z作为磁芯材料设计制作了磁通门传感器,结合DDS(直接频率合成器)激励电路和虚拟仪器构成磁通门磁强计。虚拟仪器上磁场调零功能可实现磁通门磁强计在不同磁场环境下的归零校准,对弱磁场的测量更加精确。经对比实验,选择激励信号频率为10 kHz,激励幅值为5 V,此时该系统灵敏度较高。在稳定可控磁场中,利用特斯拉计对系统进行定标,实验结果表明,磁通门磁强计线性度较好,分辨力达μT级。