Coefficients de-noising with wavelet transform for magnetic flux leakage data obtained from oil pipeline

This paper considers the problem of noise cancellation for the magnetic flux leakage (MFL) data obtained from the inspection of oil pipelines. MFL data is contaminated by various sources of noise, and the noise can considerably reduce the detectability of flaw signals in MFL data. This paper presents a new de-noising approach for removing the system noise contained in the MFL data by using the coefficients de-noising with wavelet transform. Experimental results are presented to demonstrate the advantages of this de-noising approach over the conventional wavelet de-noising method.

柔性钻柱扭转振动及控制研究

在旋转钻井中,钻杆承担着传递扭矩以助钻头破岩的重要作用,钻杆的粘滑振动是降低钻井设备使用寿命和钻进效率的主要原因之一,因此,通过研究粘滑振动的机理,探寻一种有效的抑制方法。提出了基于改进粒子群优化PID参数的鲁棒控制器,抑制钻头的粘滑振动并且使得其它部件保持期望的速度上。采用四自由度粘滑振动模型,包括转盘、钻杆、钻铤和钻头,同时考虑钻头与岩石接触的非线性相互作用。利用Matlab/Simulink建立模型仿真进行数值分析,并且设计模拟钻头卡钻实验。结果表明:粘滑现象会带来严重的后果,改进的粒子群优化PID参数可以使钻头及其他部件稳定在给定的转速的附近,控制响应时间小于40 s,减少了钻头扭矩波动,有效地抑制了钻柱粘滑振动。

基于PCC-LPSO-BP的油气管道缺陷分类识别研究

为准确识别油气管道的缺陷类型,分析缺陷漏磁信号特征对识别精度的影响,建立了基于PCC-LPSO-BP的油气管道缺陷识别模型。采用皮尔逊相关系数法(PCC)分析了缺陷漏磁信号特征量与缺陷尺寸间的相关程度,建立了混沌映射和莱维飞行改进的粒子群优化后的BP神经网络识别模型即LPSO-BP模型,采用评价指标综合比较了模型的识别效果,分析了该识别模型对各缺陷类型的识别精度以及各特征量对识别结果的影响。研究结果表明:LPSO-BP模型相较于BP模型识别精度提高了7.47%,且在现有的数据范围内对表面剥落和裂纹的识别率达到了100%。研究结果对油气管道缺陷识别量化具有一定的参考价值。

石油管道检测中缺陷类型判别方法的研究

文章介绍了石油管道漏磁检测中缺陷信号的提取方法;研究了一种通过比较缺陷信号与已知类型的缺陷模板的匹配程度来判别缺陷类型的方法;给出了缺陷模板的建立方法及缺陷类型的判别准则;通过仿真实验对此判别方法进行了验证,结果表明此方法可有效地判断出缺陷的类型。

永磁电机漏磁系数的确定

在工程实际中，漏磁系数一般根据永磁材料和磁极结构凭经验选取，带来了较大的人为误差。为解决这一问题，文中利用电磁场有限元法漏磁场分布进行了分析，提出了单位端部漏磁系数的新概念，并给出了确定漏磁系数的工程实用曲线。

轴向磁通调速磁力耦合器漏磁系数分析计算与试验研究

针对有限元法求解漏磁系数不易把握、模型的建立和处理耗时等问题,应用区域划分法对磁力耦合器的漏磁导进行计算,进而克服了磁力耦合器漏磁系数难以估计所带来计算结果偏差大的问题。在分析了轴向磁通调速型永磁磁力耦合器结构的基础上,对磁力耦合器的主磁路径及漏磁路径进行划分;采用磁路法全面考虑了磁力耦合器内部三种不同漏磁路径;对磁力耦合器样机漏磁系数及电磁性能进行了计算;采用有限元方法进行了仿真分析,并设计制造了一台样机,最后搭建试验台进行了试验。仿真结果和试验结果都验证了解析计算方法的正确性和可行性,为后期该类产品的设计提供了参考。

轴向磁场盘式永磁电机等效磁路网络及气隙漏磁的分析计算

为避免在轴向磁场盘式永磁电机的初始设计及优化设计中,使用三维有限元(3DFEM)方法计算漏磁系数时耗费的巨大的建模及计算时间,建立该种电机的等效磁路网络模型,并计算组成该模型的各等效磁阻,得到该种电机漏磁系数的解析表达式。通过3D-FEM方法及样机永磁电动势的试验测试,证明本文给出的轴向磁场盘式永磁电机等效磁路网络模型及漏磁计算的正确性。

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承漏磁分析

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承的定转子气隙间存在漏磁现象,为了准确计算漏磁的大小,从而精确地对磁轴承进行磁路设计,利用有限元法对该现象进行了分析。通过ANSYS软件针对一台磁悬浮飞轮样机用径向磁轴承的磁场分布进行分析,提出了一种等效气隙漏磁系数的计算方法,得到样机用磁轴承的漏磁系数。样机试验结果表明,用这一方法计算得到的漏磁系数进行磁轴承参数设计及性能分析具有足够的精度,能够满足实际工程需要。

15千瓦磁性联轴器磁路设计与计算

磁性联轴器是近年来发展起来的新型非接触型动力传输设备 ,它要求工作稳定可靠 ,经济耐用 ,还要求动力传输效率高 ,能损少 .对磁路进行优化设计 ,选择了圆柱形推拉式偶合系统 ,确定了合适的尺寸 ,并计算出了磁导和漏磁系数 .计算结果表明 :该磁路设计合理 ,达到磁阻尽量小 。

近极槽数表贴式永磁同步电机齿顶漏磁分析与计算

近极槽数表贴式永磁同步电机的齿顶漏磁比较大,凭传统经验选取齿顶漏磁系数,再利用有限元软件仿真的方法延长了电机设计周期,即齿顶漏磁的快速、准确计算十分必要。根据半单元电机内每个齿的齿顶漏磁各自不同的特点,提出了平均每极齿顶漏磁的计算方法。将半单元电机内的所有齿的齿顶漏磁规算到每个磁极下,推导出了平均每极齿顶漏磁和齿顶漏磁系数的解析表达式。在此基础上进一步研究了电机极数和极弧系数的变化对齿顶漏磁系数的影响。平均每极齿顶漏磁解析法计算结果与有限元软件仿真结果一致,验证了平均每极齿顶漏磁计算方法的正确性和准确性。

切向结构永磁同步电机漏磁系数分析与计算

针对切向结构永磁同步电机漏磁系数不易准确选取的问题,依据等效磁路法,提出一种“先合并,后分离”的方法来计算切向结构永磁同步电机漏磁系数。分析切向结构永磁电机的磁通分布,将磁通划分为定子侧磁通与转子侧漏磁通。将定子侧主磁通与齿顶漏磁通合并为气隙磁通,给出气隙磁通与转子侧漏磁通的等效磁路图,建立各磁路等效磁阻的数学模型。根据齿顶漏磁通与主磁通在气隙中所占路径面积之比,将气隙磁通重新分离为主磁通和齿顶漏磁通,进而求取电机的漏磁系数。在此基础上,进一步分析非导磁衬套厚度的选取以及气隙长度对电机漏磁系数的影响。最后对所提出方法进行验证,解析结果与有限元结果、样机试验结果比较,三者误差很小,验证了所研究内容的准确性。

永磁电动机磁路计算中主要系数有限元分析

为了提高永磁电机磁路计算的准确性,采用二维电磁场有限元法对电机气隙系数、空载漏磁系数、计算极弧系数进行了分析,提出由于转子位置不同引起漏磁系数计算模型不同的思想,完善了现有文献中的计算方法,并通过大量计算,给出了磁极偏心时的计算极弧系数变化曲线。分析方法可直接应用于工程实际中。

轴向磁力驱动机构传动力矩的计算方法

为了解决轴向磁力机构传动力矩模型计算复杂的问题,采用磁能理论建立力矩计算模型.在永磁体体积恒定的条件下,分析相对转角差、工作间隙、漏磁系数与传动力矩的关系,分析结果表明在工作间隙和漏磁系数在结构允许条件下应取极小值,相对转角差为4.2°时,轴向磁力驱动机构传递力矩达到极大值.实验时,磁体排列采用组合推拉排列,漏磁系数取4时,在不同工作气隙时,传动力矩极值的计算值与实验值相对误差在3.5%内.由于相对转角差、工作间隙与漏磁系数与传动力矩之间存在复杂耦合关系,模型分析数据结果为轴向磁力机构的优化设计提供理论依据.将模型应用于多倍加捻锭子,结果表明轴向磁力机构传动力矩计算的数学模型简单、有效.

用于管道漏磁数据的小波域自适应及小波系数去噪算法

基于漏磁检测是油气管道在线检测中应用最广泛的无损检测技术,提出了一种去除漏磁数据中无缝管道噪声(SPN)和系统噪声的新算法.首先利用将小波变换和自适应滤波技术相结合而提出的新型小波域自适应滤波方法去除漏磁数据中的SPN,然后再利用小波系数去噪方法去除小波域自适应SPN消除系统输出漏磁数据中的系统噪声.实测漏磁数据所得结果表明,该算法具有良好的去噪效果,极大地提高了漏磁数据中缺陷信号的可检测性.

盘式电机气隙漏磁与空载气隙磁密的解析计算

针对在盘式永磁电机的初始分析与优化设计阶段,使用有限元方法计算漏磁系数与气隙磁密时需要耗费大量的建模及计算时间这一问题,对该种电机的磁路进行了分析,建立了该种电机的等效磁网络模型,并计算出模型中的各种等效磁阻,得到了该种电机漏磁系数的解析表达式。利用二分法优化计算,求出该种电机气隙磁场端部效应修正函数,端部效应修正函数适用于不同尺寸、不同极槽配合、不同结构类型的轴向磁场盘式永磁电机。解析计算出该种电机24个槽距下的相对气隙磁导函数,并在平均半径处建立了考虑齿槽效应的空载气隙磁密解析模型。最后,将解析计算结果与有限元仿真的结果进行对比,数据吻合度高,验证了等效磁网络模型与空载气隙磁密解析模型的正确性。

姿控、储能飞轮用永磁无刷直流电动机的参数计算

姿控、储能飞轮用无刷直流电动机具有大有效气隙、大径长比的结构特点 .分别对其气隙磁通密度沿周向和轴向的分布进行了分析研究 ,提出了该种电动机所特有的等效漏磁系数和等效气隙磁通密度计算系数的概念和计算方法 .样机的试验结果表明 ,用这一方法计算的电动机设计参数具有足够的精度 。

无缝管道漏磁信号去噪新方法

漏磁(MFL)检测信号常被多种噪声源污染,极大地降低了漏磁信号中缺陷信号的可检测性。提出一种漏磁信号去噪新方法。该法首先利用自适应滤波方法去除漏磁信号中的无缝管道噪声(SPN),然后再利用小波系数去噪方法去除SPN自适应消除系统输出的漏磁信号中的噪声。实测的漏磁信号处理结果说明,该方法具有良好的去噪效果,可提高漏磁信号中缺陷信号的可检测性。

不同转子结构永磁同步电动机的控制性能研究

设计了两台转子磁路结构为内置径向式和切向式的永磁同步电动机,利用磁矢位法和能量法计算其电磁参数,根据数学模型计算各自的转矩特性,分析电机在恒转矩和恒功率控制区的控制性能并给出了相应的控制方法。对两种转子磁路结构电机的仿真结果表明,径向结构的动态响应快,过载能力强而切向结构的弱磁扩速能力强,与理论分析的结论一致。所得结论对永磁同步电动机设计具有一定的参考价值。

永磁直线电机空载漏磁系数的解析表达

针对有限元法求解永磁直线电机空载漏磁系数时计算量大的问题,根据磁路法和电机结构尺寸提出了一种永磁直线电机空载漏磁系数的解析表达方法。在永磁直线电机气隙长度、极弧系数和永磁体厚度分别变化的情况下,其空载漏磁系数的解析解与有限元分析结果十分接近,证明了所提出的解析表达方法的正确性。该方法简单方便,非常适用于永磁直线电机的设计和优化。

去除漏磁信号中系统噪声的小波系数去噪方法

漏磁无损检测普遍用于铁磁材料的无损检测中,是近年来输油管道检测中常用的一种有效方法。研究了输油管道检测中漏磁信号的去噪问题,由于漏磁信号被多种噪声源所污染,极大地降低了漏磁信号中缺陷信号的可检测性。通过利用小波系数去噪, 提出一种去除漏磁信号中系统噪声的新方法。实验结果说明:该方法的去噪效果优于传统的小波去噪方法。