图书分类号图书分类号 TP391 TP391 密级密级 非非 密密 UDCUDC注注 1 1_ 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 铁磁性管道远场涡流检测仿真计算与分析 夏布礼夏布礼 指导教师指导教师( (姓名、职称姓名、职称) ) 丁克勤丁克勤 ( (研究员研究员) ) 申请申请学位级别学位级别 工学工学硕士硕士 专业名称专业名称 通信与信息系统通信与信息系统 论文提交日期论文提交日期 20102010 年年 4 4 月月 2727 日日 论文答辩日期论文答辩日期 20201010 年年 5 5 月月 3131 日日 学位授予日期学位授予日期 年年 月月 日日 论文评阅人论文评阅人_ 答辩委员会主席答辩委员会主席_ 2010 年年 4 月月 27 日日 原原 创创 性性 声声 明明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。承担。 论文作者签名：论文作者签名： 日期：日期： 关于学位论文使用权的说明关于学位论文使用权的说明 本人完全了解中北大学有关保管本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：、使用学位论文的规定，其中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文； 学校可以公布学位论文的全部或部分内容论文； 学校可以公布学位论文的全部或部分内容( (保密学位论文在解密后保密学位论文在解密后遵守此规定遵守此规定) )。 签签 名：名： 日期日期： 导师签名：导师签名： 日期：日期： 中北大学学位论文 铁磁性管道远场涡流检测仿真计算与分析 摘 要 石油化工和电力等部门所用的传输管道是国家工业系统的动脉， 对这些工业所用管道的检测具有重大的经济价值。 然而目前的一些管道检测方法在不同程度上存在着各种各样的问题，远场涡流检测技术作为涡流无损检测技术的一个重要分支，是一门新兴的管道检测技术；具有对管道的内、外壁缺陷检测灵敏度相同，受环境和探头提离效应影响小等优点，目前在各个行业的管道维护和安全保障中发挥着越来越重要的作用。 本文在阐述了远场涡流检测的发展状况、原理分析、电磁计算有限元分析方法和ANSYS仿真软件的基础上，利用APDL参数化语言建立二维和三维远场涡流模型并进行了仿真研究，在二维轴对称理想情况下仿真与分析了远场涡流的基本特性，观察到了远场涡流的基本现象；对远场涡流检测全周向缺陷模型进行了研究，得到了远场涡流检测缺陷位置、宽度和深度的可行性；并得出远场涡流检测缺陷深度的灵敏度比宽度的灵敏度高的结论；对圆孔腐蚀和裂纹缺陷非轴对称缺陷进行三维有限元仿真，通过提取检测线圈电压值的方法总结出了在不同的形状缺陷宽度和深度状态下，对应的相位差变化规律。同时文章还对远场涡流三维探头重构缺陷的位置进行了深入研究。 本课题通过有限元分析软件ANSYS对远场涡流检测的机理、 一些影响因素及缺陷信号特征的仿真研究，所得到的信号相应变化规律，为远场涡流检测技术在管道检测应用中提供了理论支持；对远场涡流检测系统的开发具有一定的指导作用。 关键字：关键字：远场涡流，管道检测，有限元分析，ANSYS，相位差 中北大学学位论文 Simulation Calculation and Analysis Based on Remote Field Eddy in Ferromagnetic Pipeline Abstract Transmission pipeline of Petrochemical and electric power departments is the artery of the national industrial system, the detection of the industrial pipeline has the significant economic value. But some of the pipeline detection methods exists various problems in some degree. The remote-filed eddy current (RFEC) inspection technique is an important branch of eddy current nondestructive testing (NDT) technique, and is one of newly developed technique which is used in tube nondestructive testing. The remote-filed eddy current inspection technique has many advantages as the same inspection sensitivity for the internal and external defects in the tube wall, also the lifting-off and environment have little effect on it, now it plays an more and more important role in the testing and repairing of pipes and tubes. This paper elaborates development condition of RFEC technique、 the principle analysis、electromagnetic calculation of the finite element analysis method and ANSYS simulation software, creating 2D and 3D RFEC models by parametric design language and proceeds the simulation studies. The basic character of the remote filed eddy current is simulated and analyzed in case of two dimension axial symmetry ideal situation which observes the remote filed eddy current basic phenomenon; the full circumferential defect model is investigated to approve the feasibility of using the RFEC techniques to detect the position、width and depth of defect, and draw the conclusion that RFEC has high sensitivity to test defect in depth than the width. The pit corrosion, crack non-axisymmetry defects models are simulated and summaries the corresponding phase difference change of defects under the different shapes width and depth by methods of extracting detector coil voltage values. Meanwhile, the paper further researches the RFEC 3D probe on reconstruction of the defect position. This subject does some simulation study on the mechanism of remote-filed eddy current testing; the influence factors and the characteristics of defect signals by using ANSYS finite 中北大学学位论文 element analysis software, then draw the regular pattern of corresponding signal. And these conclusions provide theoretical support for remote-filed eddy current technique in the pipeline detection application and some guiding roles for the remote-filed eddy current dete