多频交流电磁场结构物缺陷检测技术研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenjianhao2009
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针对提离扰动条件下结构表面及埋深缺陷的检测需求,本文基于交流电磁场检测(Alternating Current Field Measurement,简称ACFM)原理,引入多频激励技术,提出基于多频响应信号的裂纹特征提取和分析方法,研究提离抖动条件下干扰信号畸变机理以及结构表面和埋深裂纹特征信号响应差别,建立基于裂纹多频响应信号的ACFM提离抖动抑制和埋深裂纹定量识别算法,突破ACFM提离抖动、表面和埋深裂纹分类识别以及埋深裂纹定量计算等技术难题,最终构建一套完整的结构缺陷多频交流电磁场检测系统,为结构可靠性评估提供更为丰富的表面和埋深裂纹定量信息。论文主要从如下四个方面展开研究:(1)多频交流电磁场检测理论研究及仿真分析基于ACFM检测技术原理,引入多频激励技术,利用ANSYS构建多频交流电磁场有限元仿真模型,分析激励频率对结构表面及内部的激发磁场和感应电流分布影响,确定表面和埋深裂纹周围电磁场畸变规律,为缺陷判定、分类识别以及量化研究奠定理论基础。(2)提离扰动条件下结构表面和埋深缺陷识别及量化算法研究利用实验研究提离抖动下干扰信号畸变机理,获取不同频率下提离抖动信号畸变规律,提出抑制提离抖动算法;根据表面和埋深缺陷多频响应信号,提出裂纹分类识别算法;利用两步插值方法提出埋深裂纹量化算法,最终实现抖动条件下裂纹分类识别与埋深裂纹量化评估。(3)多频交流电磁场检测系统开发基于高灵敏度传感器完成检测探头设计开发,研制融合多频信号发生器、信号处理、信号采集等关键硬件模块为一体的多频交流电磁场检测仪器,以裂纹分类识别与量化算法为核心,开发多频交流电磁场软件系统,最终构建完整的多频交流电磁场检测系统,为结构物表面及埋深裂纹分类识别、量化实验研究提供系统支撑。(4)多频交流电磁场检测实验与分析借助多频交流电磁场检测系统,采用人工裂纹试块对系统检测效果进行了测试,主要包括抑制提离抖动实验和表面、埋深裂纹分类识别与量化实验,验证了提离抖动抑制和缺陷分类量化算法的准确性,结果表明该系统能够实现提离抖动条件下裂纹分类识别以及埋深裂纹量化评估。
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