管道内表面缺陷的涡流检测方法.pdf

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1、2014正仪表技术与传感器2014第10期InstrumentTechniqueandSensorNO．10管道内表面缺陷的涡流检测方法杨理践，郭晓婷，高松巍(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：针对管道检测中内、外壁缺陷难以区分的问题，采用提高检测线圈分辨率的涡流检测方法，实现了管道内壁缺陷的识别，解决了内外缺陷确认难题。利用ANSYS仿真软件建立了线圈探头和待测管段的实体模型，通过仿真，得出了缺陷几何尺寸对线圈探头产生磁场的变化规律，仿真中通过改变线圈探头的匝数、缺陷深度等条件，分析了轴向方向磁感应强度的特征。同时结合仿真分析结果，开发了线圈探头实

2、验装置，并利用该装置实现了45#4~板的检测。试验结果表明：在钢板的缺陷处，输出电压信号峰值差值精确到mV级别，该精度级别可实现对管道内壁缺陷的检测。关键词：涡流检测；涡流传感器；有限元仿真；表面缺陷；磁感应强度中图分类号：TG115．28文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)10—0078—04MethodoftheEddyCurrentTestingtoPipelineInnerSurfaceDefectsYANGLi-jian，GUOXiao—ting，GAOSong-wei(SchoolofInformationScienceandEngineerin

3、g，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Aimingatthedifficultyofdefectsbetweentheinnerandouterwalldistinguishofthepipelineinspection，themethod0feddycurrentdetectionwasusedtoimprovethedetectioncoilresolution．Therecognisationofpipelineinnerdefectswasrealizedandtheproblem

4、ofconfirmingtheinternalandexternaldefectswasresolved．Thesolidmodelofthecoilprobeandthepipelinesee—tionwerebuiltbytheANSYSsimulationsoftware．Thegeometrydefectsgeneratedamagneticfieldvariationtothecoilprobeandwasobtainedthroughthesimulation．Thecharacteristicofthemagneticinductionintensityofth

5、eaxialdirectionwasanalyzedbychangingthenumberofturnsofthecoilprobeanddefectdepth．Atthesametime，thesimulationresultswerecombinedtodevelopacoilprobeexperimentaldevice．Andthe45#steelwasdetectedusingthedevice．Experimentalresultsshowthatthepeakdifer-enceoftheoutputvoltagesignalisaccuratetomilliv

6、ohlevelinthedefectsofthesteelsheet．ThelevelofprecisionCanbeachievedtodetectthepipewalldefects．Keywords：eddycurenttesting；eddycurrentsensor；finiteelementsimulation；surfacedefects；magneticinduction0引言目前，涡流检测技术对于管道内外壁上的缺陷的灵敏度是相同的，但对管壁内外缺陷进行区分时却无能为力，因此，为提高辨别管道内外缺陷的分辨率，需设计辅助线圈探头来辨别管道的内外缺陷。检测线圈是涡

7、流探头的重要组成部分，优化设计线圈的几何参数和形状，可以提高涡流传感器的分辨率⋯。从线圈探头(a)线圈中的磁通(b)导体中产生的涡流在空间产生的磁场分布情况及磁感应强度大小方面分析，仿真分析线圈几何参数对管道内表面缺陷影响，优化其几何参数，制作了线圈探头对被测试件表面的深度分别为2mm、4mm、6mm的缺陷以及背面缺陷进行检测，检测输出信号可以对管道内外缺陷进行辨别。(C)无缺陷导体中的涡流分布(d)有缺陷导体中的涡流分布1涡流检测基础理论图1涡流检测原理图1．1涡流检测管道内表面缺陷一般原理试件导电性