基于磁致伸縮效應的導波管道缺陷檢測系統(tǒng)設計研究.pdf

1、管道輸送在工業(yè)及能源運輸體系中具有重要地位，管道中缺陷的存在會對管道運行造成隱患，不僅容易發(fā)生泄漏，甚至發(fā)生爆炸，造成巨大的經(jīng)濟損失，而且會導致環(huán)境污染，甚至威脅人類生命安全。磁致伸縮導波管道檢測不僅檢測效率高，而且具有非接觸檢測、提離距離大以及可在高溫下工作等優(yōu)點，近年來受到廣泛關(guān)注。導波傳感器是導波管道檢測實現(xiàn)的基礎和關(guān)鍵，而縱向?qū)Р▊鞲衅鲗艿乐芟蛉毕菥哂泻芎玫臋z測靈敏度，在低頻范圍內(nèi)具有良好的檢測效果，開展基于磁致伸縮效應的縱向

2、導波傳感器及管道缺陷檢測系統(tǒng)的設計研究對促進導波管道缺陷檢測技術(shù)的推廣應用具有重要意義。
　　本文對磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅骷?接收導波的過程進行了理論研究，在此基礎上設計并制作了管道磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅?，設計了采用智能掃頻猝發(fā)信號源及高壓寬帶功率放大器的管道缺陷檢測系統(tǒng)，對基于磁致伸縮效應的縱向?qū)Р▊鞲衅骷肮艿廊毕輽z測系統(tǒng)開展了相關(guān)實驗研究。論文的主要內(nèi)容及其章節(jié)安排如下:
　　第一章闡述了管道磁致伸縮導波檢測的研究背景

3、及意義，介紹了磁致伸縮導波技術(shù)的研究概況，綜述了國內(nèi)外關(guān)于磁致伸縮導波傳感器理論建模、磁致伸縮導波的實現(xiàn)方法及儀器開發(fā)等方面的研究進展，提出了本文的研究內(nèi)容和研究框架。
　　第二章介紹了磁致伸縮導波基礎理論，分析了基于磁致伸縮導波的管道缺陷檢測系統(tǒng)原理，對磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅鞯拇怕晸Q能機理進行了研究分析，在此基礎上對磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅鞯募ぐl(fā)和接收過程進行理論建模，得出導波幅值與傳感器輸入電流和偏置磁場的關(guān)系，為后續(xù)設計研究提

4、供理論基礎。
　　第三章設計了磁致伸縮縱向?qū)Р?接收傳感器，研究了磁路結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳感器偏置磁場強度和分布均勻性的影響，在此基礎上對傳感器偏置磁場進行了設計，對傳感器的激勵/接收線圈進行了優(yōu)化，完成了傳感器的阻抗匹配設計，并制作了傳感器實物。
　　第四章設計了基于磁致伸縮導波的管道缺陷檢測系統(tǒng)，開發(fā)了智能掃頻猝發(fā)信號源，提高了檢測系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，針對磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅骷钚盘柕奶攸c設計了高壓寬頻功率放大器，并設計了

5、壓電陣列導波傳感器，用于磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅鞯臏y試實驗。
　　第五章進行了實驗研究，對所設計的磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅鬟M行了激勵/接收性能測試實驗，并對無裂紋缺陷的管道進行了檢測，然后對含裂紋缺陷管道進行檢測實驗，實驗結(jié)果表明本文設計的磁致伸縮縱向?qū)Р▊鞲衅髂苡行У丶?接收低頻L(0，2)模態(tài)縱向?qū)Р?，所設計開發(fā)的檢測系統(tǒng)可以實現(xiàn)對含周向裂紋缺陷管道的無損檢測。
　　第六章對全文的研究內(nèi)容進行總結(jié)，并對后續(xù)的研究提出展望與