【摘 要】
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油气集输管道作为国家重要的基础设施,在石油、天然气等能源输运过程中,发挥着不可替代的作用。为了防患于未然并确保油气运输的安全性,需要及时有效地对管道进行隐患排查。本文针对油气集输管道缺陷检测的实际应用需求,基于电磁涡流无损检测技术相关理论研究,引入隧道磁电阻传感器与激励线圈共同构成涡流检测探头,研制了电磁涡流无损检测系统,采用正弦波激励的方式,实现了对低碳钢板试件缺陷的有效检测,为后续油气集输管道
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油气集输管道作为国家重要的基础设施,在石油、天然气等能源输运过程中,发挥着不可替代的作用。为了防患于未然并确保油气运输的安全性,需要及时有效地对管道进行隐患排查。本文针对油气集输管道缺陷检测的实际应用需求,基于电磁涡流无损检测技术相关理论研究,引入隧道磁电阻传感器与激励线圈共同构成涡流检测探头,研制了电磁涡流无损检测系统,采用正弦波激励的方式,实现了对低碳钢板试件缺陷的有效检测,为后续油气集输管道缺陷的定量检测打下了坚实的基础。本文主要从以下四个方面展开研究:（1）电磁涡流检测相关理论研究根据经典电磁场理论,采用阻抗分析法研究了电磁涡流无损检测原理。同时,对涡流趋肤效应如何影响缺陷检测的深度以及灵敏度做了研究分析。通过理论计算分析涡流密度,对检测探头的直径等规格设计提供理论支撑。（2）电磁涡流检测系统硬件设计在系统硬件电路中,利用直接数字频率合成技术设计了激励信号源,为检测探头提供正弦波激励信号。考虑到检测传感器的输出属于微弱信号,除了选用低噪声放大器滤波处理外,提出了正交矢量型锁定放大器在本系统中的应用方案。（3）电磁涡流检测系统软件设计在系统软件设计中,通过MSP430单片机来调节激励信号源的频率,并对系统工作状态进行显示,基于FPGA的硬件逻辑实现数字相敏检波算法。最终,将处理后的缺陷特征信号的幅值、相位信息发送到上位机软件平台。（4）电磁涡流检测缺陷实验研究系统联合实验测试结果表明:电磁涡流检测系统能够有效检测低碳钢板试件上的缺陷,可以实现孔径为2mm的缺陷检测。与此同时,拓展了电磁涡流缺陷检测的研究,并分析对比了不同深度、不同直径的缺陷的检测性能。
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