三軸傳感器技術(shù)在鋼管缺陷信號采集中的應(yīng)用研究.pdf

1、在鋼管質(zhì)量無損檢測方法中，漏磁檢測技術(shù)因其檢測效率高、可靠性好，被廣泛應(yīng)用在鋼管缺陷檢測中，安全評估鋼管的生產(chǎn)和運(yùn)行。
　　鋼管漏磁檢測系統(tǒng)主要包括漏磁信號采集、漏磁信號處理、缺陷識別等幾個(gè)部分。其中漏磁信號的采集是系統(tǒng)中關(guān)鍵部分之一。目前國內(nèi)外較先進(jìn)的漏磁檢測系統(tǒng)采集信號所用的傳感器大都是一維傳感器，每次采集一個(gè)方向的磁場，依次使鋼管經(jīng)過軸向和周向磁化器，分別檢測出漏磁信號的水平分量和垂直分量，可以判定出缺陷長度信息和深度信息，

2、但是難以準(zhǔn)確判定缺陷寬度信息。這種磁化方式比較復(fù)雜，對信號參數(shù)的判別精度還有待提高。
　　本課題從對鋼管漏磁檢測技術(shù)的研究入手，采用三軸傳感器一次檢測中就能獲得漏磁信號三維分量，提高數(shù)據(jù)檢測的效率，減少磁化裝置的復(fù)雜度；利用漏磁信號環(huán)向分量，直接界定出缺陷寬度信息，結(jié)合漏磁信號三維分量分析得出缺陷尺寸數(shù)據(jù)，提高對缺陷參數(shù)的判別精度。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1.在基于鋼管三維漏磁檢測原理的基礎(chǔ)上，對三軸傳感器檢

3、測技術(shù)進(jìn)行研究，分析磁化方式、磁化強(qiáng)度和磁化方向?qū)β┐判盘柕挠绊?，并對直流、交流和永磁磁路進(jìn)行分析。
　　2.應(yīng)用有限元分析方法，對漏磁信號三維分量進(jìn)行特征分析。分別對鋼管裂紋和孔洞缺陷仿真得到漏磁信號三維分量，重點(diǎn)對三維分量與缺陷參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：由于水平、垂直和環(huán)向漏磁信號幅值分別和裂紋長度、深度和寬度具有擬合關(guān)系，通過計(jì)算可確定裂紋參數(shù)信息；孔洞直徑對漏磁信號環(huán)向分量峰值的影響是成近似線性變化，可用來界定

4、孔洞直徑大小。
　　3.設(shè)計(jì)基于霍爾傳感器的鋼管三維漏磁信號采集系統(tǒng)。系統(tǒng)采用鋼管原地旋轉(zhuǎn)結(jié)合探頭直線掃查的工作方式，使用一套磁化裝置和一組傳感器陣列，完成對鋼管缺陷的掃查，減小了設(shè)備的復(fù)雜度，節(jié)約成本。論文分別設(shè)計(jì)了三軸傳感器、探頭、磁化裝置和漏磁信號調(diào)理電路。
　　4.對鋼管三維漏磁信號采集電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。分別預(yù)制直徑相同、深度不同和深度相同、直徑不同的圓柱體人工缺陷；對鋼管缺陷進(jìn)行漏磁信號采集實(shí)驗(yàn)，獲得三維漏磁測試數(shù)據(jù)，