本文關(guān)鍵詞：電渦流加熱式管道缺陷紅外成像檢測技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：輸送油氣介質(zhì)的埋地管道多為鋼結(jié)構(gòu)管道,由于腐蝕、老化或者遭遇破壞等原因會引起介質(zhì)泄漏事故,因此埋地油氣管道在運行過程中,除了需要根據(jù)人工經(jīng)驗定期檢查,還需要實時在線檢查,對管道已泄露或可能發(fā)生泄露的危險區(qū)域進(jìn)行及時的定位、補修,確保埋地管道的安全運行。考慮到機(jī)器人的靈活性及不受環(huán)境制約,采用管道檢測機(jī)器人攜帶檢測裝置進(jìn)入管道內(nèi)完成實時在線檢測是一種快速有效的方式,但目前可被機(jī)器人攜帶進(jìn)入管道、能與機(jī)器人配套使用的管道內(nèi)部缺陷檢測技術(shù)與裝備還非常缺乏。查閱和掌握大量管道無損檢測相關(guān)文獻(xiàn)和資料,分析了各種檢測方法的優(yōu)缺點及適用性,通過綜合對比分析,確定了較為適合與管道機(jī)器人結(jié)合的移動式檢測方法。通過ANSYS仿真分析,驗證了電渦流加熱與紅外熱成像檢測技術(shù)相結(jié)合的可行性,討論了電流頻率、電流密度、提離高度對鋼板表面加熱效果的影響,為電渦流加熱裝置的加熱參數(shù)選擇提供依據(jù)。設(shè)計了電渦流加熱裝置,為紅外熱成像技術(shù)試驗做準(zhǔn)備。試驗部分介紹了試驗時所需的輔助設(shè)備,討論了加載到線圈兩端的電流頻率、電流密度及線圈與被測試件之間的提離高度對鋼板加熱效果的影響,設(shè)計了試驗所需鋼板上的缺陷類型、尺寸,分別對每塊試件渦流加熱并采集其熱圖像。在圖像處理部分,使用圖像處理技術(shù)分析了熱圖像上缺陷的類型、面積大小、相對位置及深度信息,并在討論缺陷面積時,提出了圖像對準(zhǔn)裝置及缺陷大小標(biāo)定方法。隨著管道運輸業(yè)的不斷發(fā)展,同時帶來的一些安全問題日益突出,管道無損檢測技術(shù)也更加具有意義,一方面可以降低由于管道泄漏造成的事故率,另一方面可以延長管道的服役時間,帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。
【關(guān)鍵詞】：紅外熱成像檢測技術(shù) ANSYS仿真 電渦流加熱裝置 圖像處理技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE973;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 管道無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 漏磁檢測技術(shù)12
• 1.2.2 超聲波檢測技術(shù)12-13
• 1.2.3 脈沖渦流檢測技術(shù)13
• 1.2.4 紅外熱成像檢測技術(shù)13-14
• 1.2.5 紅外熱成像檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.6 主動加熱方法比較15-16
• 1.3 本課題研究方法提出16
• 1.4 本文的章節(jié)安排16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-19
• 第二章 電磁-熱耦合有限元分析19-33
• 2.1 電磁場的有限元分析19-20
• 2.1.1 麥克斯韋方程組19-20
• 2.1.2 電磁場的邊界條件20
• 2.1.3 電磁場的有限元分析20
• 2.2 溫度場的有限元分析20-23
• 2.2.1 感應(yīng)加熱溫度場數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.2.2 ANSYS軟件中的熱分析22-23
• 2.3 電磁-熱耦合有限元分析23-27
• 2.3.1 有限元軟件簡介23
• 2.3.2 ANSYS仿真23-27
• 2.4 仿真結(jié)果及分析27-32
• 2.4.1 電流頻率對加熱效果的影響27-29
• 2.4.2 電流密度對加熱效果的影響29-30
• 2.4.3 提離高度對加熱效果的影響30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 電渦流加熱裝置設(shè)計33-47
• 3.1 電磁激勵感應(yīng)加熱機(jī)理研究33-35
• 3.1.1 電磁感應(yīng)加熱原理33-34
• 3.1.2 集膚效應(yīng)與透入深度34-35
• 3.2 電磁感應(yīng)加熱中能量的損失35-37
• 3.3 電渦流加熱裝置的設(shè)計37-45
• 3.3.1 電渦流加熱裝置整體設(shè)計37-38
• 3.3.2 諧振參數(shù)選擇與控制38-39
• 3.3.3 功率轉(zhuǎn)換與驅(qū)動電路的設(shè)計39-42
• 3.3.4 電源模塊的設(shè)計42-43
• 3.3.5 控制器與USB通信模塊的設(shè)計43-44
• 3.3.6 上位機(jī)的設(shè)計44-45
• 3.3.7 軟件控制及實現(xiàn)45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 紅外成像技術(shù)試驗47-63
• 4.1 基本輻射知識47-49
• 4.1.1 紅外光譜47-48
• 4.1.2 黑體輻射48-49
• 4.2 試驗輔助設(shè)備49-54
• 4.2.1 紅外熱像儀49-50
• 4.2.2 紅外測溫儀50-52
• 4.2.3 熱圖像分析軟件52
• 4.2.4 線圈夾持升降架52-53
• 4.2.5 暗箱53-54
• 4.3 試驗參數(shù)設(shè)計54-59
• 4.3.1 電渦流裝置電流頻率的討論54-55
• 4.3.2 電渦流裝置電流大小的討論55-56
• 4.3.3 電渦流裝置提離高度的討論56-57
• 4.3.4 缺陷定量尺寸設(shè)計57-59
• 4.4 具體試驗步驟59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-63
• 第五章 紅外熱圖像處理63-81
• 5.1 缺陷定量分析63
• 5.2 熱圖像處理63-67
• 5.2.1 圖像增強(qiáng)63-66
• 5.2.2 圖像缺陷邊緣檢測66-67
• 5.2.3 圖像分割67
• 5.3 缺陷形狀識別67-70
• 5.4 熱圖像中缺陷面積大小的計算70-73
• 5.5 熱圖像中缺陷位置的確定73-74
• 5.6 熱圖像中缺陷深度的計算74-77
• 5.7 試驗驗證77-80
• 5.8 本章小結(jié)80-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-85
• 6.1 研究工作總結(jié)81-82
• 6.2 本文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新82
• 6.3 存在的不足及后續(xù)研究展望82-85
• 致謝85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄A：本人在攻讀碩士學(xué)位期間的科研情況91

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  本文關(guān)鍵詞：電渦流加熱式管道缺陷紅外成像檢測技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：347209