一种基于动生涡流磁场的钢质管道管体损伤外检测方法

钢质管道缺陷严重影响钢质管道的安全运行,目前大多数钢质管道检测方法效率较低,为提升钢质管道管体缺陷检测效率,提出一种基于动生涡流的管道缺陷高速磁检测方法,并对动生涡流磁场的检测原理进行解释。利用有限元,建立高速磁检测模型,分析动生涡流在管体的分布特点,及其与原磁场的相互作用;分析不同检测位置的磁场分布情况,选取最佳的检测位置。选用适合高速检测的多匝线圈传感器,以提高灵敏度和信号幅值。设计缺陷高速磁检测试验平台,开展不同速度、不同提离高度和不同种类缺陷(盲孔与刻槽)下的检测试验。结果显示:相较于其他检测位置,磁铁后方的动生涡流磁场强度较高,动生涡流磁场分布也较均匀,对缺陷的检测效果最佳,因此选取磁铁后方为检测点;在25 m/s的高速下,该检测方法对设置的几种缺陷仍有良好的检测效果;缺陷信号峰峰值与缺陷宽度、缺陷深度及检测速度均大致成正比;缺陷信号峰峰值与提离高度成指数关系,提离高度越大,峰值越小;缺陷信号峰峰值间距与提离高度大致成正比。综合研究显示,动生涡流磁场的检测方法与其他传统方法相比,在检测速度上有较大优势。

油气长输管道管体损伤的高速涡流磁场检测

针对油气长输管道外壁缺陷影响管道安全运行的问题,提出了一种基于动生涡流磁场的无损检测方法。借助ANSYS Electronics有限元分析软件分析了管道表面缺陷参数、检测速度与动生涡流磁场之间的关系,发现在不同管道表面缺陷参数下,动生涡流磁场会根据缺陷形状、尺寸的差异反馈出不同的磁感应强度信号,缺陷尺寸越大,信号反馈越强烈;随着检测速度的提高,动生涡流的磁感应强度逐渐增大,但整体变化趋势基本一致。根据工程实际研制了基于动生涡流磁场的管道无损检测试验装置,开展了试验研究,得到了与仿真相同的规律性结果,从而验证了该技术的可行性,表明动生涡流磁场无损检测方法能够对管道缺陷进行精准定位与辨别。

运动感应涡流磁场检测中的激励磁场优化设计方法

在生产或使用过程中,薄金属板中会产生微缺陷(微颗粒或气孔),这些微缺陷的数目及尺寸决定了薄金属板的品质,影响其使用寿命和安全系数.因此,对微缺陷进行定量和准确的表征是保证薄金属板产品品质与使用安全的必要条件.电磁检测中的运动感应涡流磁场检测可应用于检测导电非导磁材料中的缺陷.本文通过模拟和实验结果显示,当提离距离、永磁体表面剩磁确定时,永磁体尺寸与缺陷检测信号幅值正相关.另外,提出一种运动感应涡流磁场检测中激励磁场的优化方法,由该方法产生的两种永磁体阵列相比于同体积、同表面剩磁的简单永磁体,产生的缺陷检测信号幅值更高,因而可以提高检测的灵敏度.

基于动生涡流磁场的钢质管道内壁缺陷快速外检测

采用ANSYS有限元分析软件探讨了钢质管道内壁缺陷形状、宽度、深度及检测速度与动生涡流场间的关系;设计并搭建了快速外检测试验装置;评价了高速检测条件下,不同缺陷深度所产生的动生涡流信号特征。发现缺陷自身的深宽比越大,缺陷信号的磁感应强度信号越强;随着检测速度提高,动生涡流磁感应强度虽逐渐减小,但仍能精确检出缺陷的位置及参数信息;试验结果与仿真结果具有相同的变化趋势。试验结果表明,基于动生涡流磁场的钢质管道内壁缺陷快速外检测方法能够对管道内壁缺陷进行精准定位与参数辨别,可为管道的快速、精准检测提供理论参考和技术支持。

PWM调制对无刷直流电机转子涡流损耗的影响

针对无刷直流电机在PWM调制下转子涡流损耗问题,由于在空间上,运动的转子切割电枢磁场会感应出电动势;在时间上,PWM引起的电枢磁动势变化及电机齿槽磁通密度变化也会在转子上感应出电动势,所以文中将这3种转子上感应电动势分别定义为运动电动势、感应电动势和齿槽电动势。在不考虑涡流反应的前提下,对11kW无刷直流电机在典型工作点选择最大曲面和最大闭合曲线分别计算运动电动势和感应电动势并分析,得到时间感应电动势远大于空间运动电动势(齿槽电动势未计),并且得到PWM占空比等于50%时,时间感应电动势达到最大。通过设计多组电机对拖加载温升实验,分离出三种涡流电动势对应的转子温升,实验结果验证了所提出的观点。

磁场运动速度对动生涡流热成像的影响

动生涡流热成像是利用导电试件切割磁力线产生的动生涡流作为热激励的新检测方法。通过电、磁、热多物理场耦合仿真方法和高速热成像检测试验,对不同深度缺陷在不同磁场运动速度下的热响应进行了研究。仿真和试验结果表明,在不同运动速度下缺陷产生了明显的热响应差异,速度越快,趋肤效应越强,靠近工件表面的缺陷的检测效果更明显。

动生涡流无损检测的二维稳态解析模型

动生涡流无损检测方法在金属材料的高速检测中有较好的应用前景,但目前仍缺少有效的解析模型。为了解决这一问题,应用傅里叶变换建立了基于导线激励的动生涡流检测解析模型。首先基于麦克斯韦方程组推导出空气和导体中的电磁场控制方程,然后引入傅里叶变换求得空间频域通解,再根据磁场边界条件求得空间中磁场的分布以及导体试件中涡流的分布。最后将解析结果和有限元仿真结果对比,验证解析模型的正确性,并基于解析模型分析了导体运动速度对涡流分布的影响。

无缝钢管涡流检测速度效应仿真研究

针对无缝钢管涡流检测时,速度效应对钢管内涡流分布以及检测效果的影响问题,对钢管内涡流分布以及外壁缺陷特征信号进行了研究。建立了有限元仿真模型,分析了不同外壁缺陷深度和宽度的特征信号与检测速度之间的关系。结果表明:随着待测钢管与激励线圈之间相对运动速度的提高,钢管内动生涡流(MIEC)的强度越来越大,同时,钢管内磁场强度显著增大。当外壁缺陷深度逐渐增大时,磁通密度的峰值越来越小;外壁缺陷宽度逐渐增大时,磁通密度的峰值越来越大。

基于动生涡流效应的高速运行构件亚表面缺陷检测

基于电磁场理论和有限元分析方法,使用Maxwell软件建立含亚表面缺陷的铁磁性和非铁磁性金属构件在直流线圈磁场作用下动生涡流磁场的数值计算模型。通过仿真分别研究了亚表面缺陷深度、构件运动速度以及传感器位置对缺陷信号的影响,并进行了试验验证。