本文關(guān)鍵詞：腐蝕在線監(jiān)測(cè)電磁超聲傳感器研制及應(yīng)用研究

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【摘要】：電磁超聲檢測(cè)技術(shù)作為一項(xiàng)新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),正以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)在壓力容器運(yùn)行監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。論文針對(duì)運(yùn)行溫度200℃以下管線腐蝕在線監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,研究?jī)?nèi)容包括腐蝕在線監(jiān)測(cè)專用電磁超聲傳感器的設(shè)計(jì)以及腐蝕造成的區(qū)域減薄厚度監(jiān)測(cè)。本文根據(jù)管線均勻腐蝕減薄監(jiān)測(cè)要求,在計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,提出采用永久磁鐵提供偏置磁場(chǎng),單線圈激勵(lì)與接收,電磁超聲直入射橫波檢測(cè)方式工作的電磁超聲傳感器。設(shè)計(jì)和制作出適用于管線測(cè)厚的螺旋線圈傳感器結(jié)構(gòu),采用屏蔽與間隙的組合方式阻止了線圈交變磁場(chǎng)在磁鐵表面形成渦流,同時(shí)使工件表面的有效作用磁場(chǎng)分布變得均勻,有效消除了磁鐵自激振蕩對(duì)傳感器檢測(cè)信號(hào)的影響。采用本文設(shè)計(jì)和制作的傳感器,對(duì)厚度均為8mm的4種不同材料進(jìn)行定點(diǎn)厚度測(cè)量,測(cè)量精度優(yōu)于1%。對(duì)常溫環(huán)境下,厚度范圍18mm-85mm的20號(hào)鋼進(jìn)行定點(diǎn)范圍厚度測(cè)量,其厚度檢測(cè)上限可達(dá)75mm,在18mm-85mm范圍內(nèi)的測(cè)量精度優(yōu)于±1%。對(duì)14mm的Q235進(jìn)行高溫環(huán)境下的厚度測(cè)量,測(cè)量結(jié)果顯示所研制的傳感器在工作溫度為26℃-200℃的范圍內(nèi)的厚度檢測(cè)靈敏度優(yōu)于0.65%。對(duì)采用鋯板制作的檢測(cè)區(qū)域大小評(píng)定試塊的檢測(cè)結(jié)果表明,本傳感器可以有效檢出尺寸15mm×15mm的區(qū)域減薄。對(duì)表面粗糙的15CrMOG管段進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量精度可達(dá)到0.7%。本論文的研究成果可用于管線腐蝕在線監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)管壁厚度的實(shí)時(shí)獲取,為管線壽命評(píng)估提供重要數(shù)據(jù)支撐。本文的工作也將為電磁超聲傳感器的研發(fā)提供有益參考。
【關(guān)鍵詞】：腐蝕監(jiān)測(cè) 電磁超聲 計(jì)算機(jī)仿真 傳感器設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG115.28;TP212
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用8-11
• 1.2.1 電磁超聲傳感器的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 電磁超聲傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容11-13
• 第2章 電磁超聲基本理論13-26
• 2.1 引言13
• 2.2 電磁超聲工作機(jī)制13-18
• 2.2.1 洛倫茲力機(jī)制13-15
• 2.2.2 磁致伸縮力機(jī)制15-17
• 2.2.3 磁化力機(jī)制17-18
• 2.3 電磁超聲的工作原理18-21
• 2.4 等效電路模型21-23
• 2.5 電磁超聲常用超聲波類型23-25
• 2.5.1 縱波（L）23-24
• 2.5.2 橫波（S）24-25
• 2.5.3 表面波25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 電磁超聲體波傳感器激發(fā)和接收線圈仿真及設(shè)計(jì)26-32
• 3.1 引言26
• 3.2 電磁超聲體波傳感器仿真26-30
• 3.2.1 仿真參數(shù)設(shè)置26-27
• 3.2.2 螺旋形線圈傳感器27-28
• 3.2.3 蝶形線圈傳感器28-30
• 3.3 仿真結(jié)果分析30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 腐蝕在線監(jiān)測(cè)電磁超聲傳感器設(shè)計(jì)及制作32-47
• 4.1 引言32
• 4.2 偏置磁場(chǎng)的選擇32-34
• 4.2.1 磁鐵類型32-33
• 4.2.2 磁場(chǎng)強(qiáng)度的選擇33-34
• 4.3 檢測(cè)線圈設(shè)計(jì)34-36
• 4.3.1 線圈的優(yōu)化34-35
• 4.3.2 線圈線徑的選擇35-36
• 4.4 磁鐵自激振蕩的抑制36-45
• 4.4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)36-37
• 4.4.2 試驗(yàn)研究37-40
• 4.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析40-45
• 4.5 傳感器制作45-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第5章 傳感器性能測(cè)試及結(jié)果分析47-59
• 5.1 引言47
• 5.2 傳感器性能測(cè)試47-57
• 5.2.1 定點(diǎn)測(cè)厚及精度47-49
• 5.2.2 定點(diǎn)范圍及精度49-50
• 5.2.3 溫度承載能力測(cè)試50-54
• 5.2.4 檢測(cè)區(qū)域模擬試塊測(cè)試54-55
• 5.2.5 實(shí)際工件試驗(yàn)驗(yàn)證55-57
• 5.3 測(cè)試結(jié)果分析57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-65
• 致謝65-66

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本文編號(hào)：565126