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基于ACFM单传感器的裂纹角度识别与重构 被引量:1
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作者 李勇 高辉 +1 位作者 周灿丰 李慧聪 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期54-58,共5页
交变电磁场测量(ACFM)技术广泛应用于海洋装备和制造业等领域中金属结构物的缺陷检测。针对单传感器检测过程中存在的角度偏转和裂纹定位等问题展开了研究。首先,通过COMSOL Multi-physics仿真结果可知B_(x)和B_(y)在多角度偏转的过程... 交变电磁场测量(ACFM)技术广泛应用于海洋装备和制造业等领域中金属结构物的缺陷检测。针对单传感器检测过程中存在的角度偏转和裂纹定位等问题展开了研究。首先,通过COMSOL Multi-physics仿真结果可知B_(x)和B_(y)在多角度偏转的过程中存在互补的规律;然后,通过建立比例因子,实现高精度的数值拟合。此外,通过多梯度偏转仿真实现了偏转裂纹的重构。最终通过搭建实验平台和信号特征提取等工作验证了拟合规律的合理性;通过优化拟合公式,提高了检测精度;通过所测角度,进而解决了非平行检测过程中裂纹重构图像的偏转问题。 展开更多
关键词 交变电磁场测量 角度偏转 重构 比例因子 数值拟合
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基于ACFM的压力容器小接管缺陷检测仿真与实验
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作者 吴明畅 孙明 +2 位作者 郑贤英 徐航 刘景然 《中国安全生产科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S1期141-147,共7页
为了解决因压力容器小口径接管结构特殊性而易发生失效的问题,减轻小口径接管在作业过程中与压力容器焊接的焊缝周围极易产生裂纹、腐蚀等严重缺陷的极大安全隐患,研究一种基于交流电磁场检测技术(ACFM),适用于压力容器小接管焊缝裂纹... 为了解决因压力容器小口径接管结构特殊性而易发生失效的问题,减轻小口径接管在作业过程中与压力容器焊接的焊缝周围极易产生裂纹、腐蚀等严重缺陷的极大安全隐患,研究一种基于交流电磁场检测技术(ACFM),适用于压力容器小接管焊缝裂纹缺陷检测的新型探头;利用SolidWorks建立压力容器小接管几何模型;进行COMSOL Multiphysics缺陷检测仿真分析;重点探讨磁芯尺寸、电流大小、线圈匝数、提离高度等参数对检测的影响,基于以上优化后的参数开发小接管缺陷检测系统,搭建实验平台,实现集缺陷检测-信号传输-数据处理为一体的ACFM缺陷检测系统。研究结果表明:在磁芯高度14 mm、长度24 mm、厚度5 mm;拔模度0.5°;激励电流1.5 A;线圈匝数28匝;提离高度0.6 mm的参数下,检测尺寸为长4 mm,宽0.2 mm,深0.8 mm的横向裂纹缺陷,缺陷长度仿真结果为3.9 mm,相对误差为2.5%;缺陷实验检测长度为4.14 mm,相对误差为3.5%。研究结果可为该技术在其他金属结构的损伤检测中推广提供参考。 展开更多
关键词 交流电磁场检测技术(acfm) 压力容器小口径接管 角焊缝 缺陷检测 电磁场有限元仿真
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基于LabVIEW的ACFM网络实验平台开发与测试 被引量:8
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作者 李伟 陈国明 +1 位作者 张传荣 刘涛 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2013年第3期65-67,73,共4页
针对交流电磁场检测(alternating current field measurement,ACFM)技术教学实验的需要,借助LabVIEW构建服务器和远程客户端之间一对多通信的ACFM网络实验平台,设计含服务器程序和客户端程序的TCP网络通信模块,以通信端口和IP地址为标示... 针对交流电磁场检测(alternating current field measurement,ACFM)技术教学实验的需要,借助LabVIEW构建服务器和远程客户端之间一对多通信的ACFM网络实验平台,设计含服务器程序和客户端程序的TCP网络通信模块,以通信端口和IP地址为标示,服务器循环监听客户端连接请求,对通过请求的每个客户端逐个发送信号,实现ACFM检测信号的网络传输。采用真实缺陷ACFM检测实验进行实验验证,实验结果表明:该实验平台能够完成服务器端ACFM缺陷检测信号数据的网络发布以及远程客户端的实时信号接收和通信,接收信号与原信号一致,能满足实验教学要求。 展开更多
关键词 电磁场检测 网络实验平台 LABVIEW
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基于ACFM的缺陷可视化检测实验系统设计与测试 被引量:11
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作者 袁新安 赵建超 +2 位作者 李伟 张广泰 李肖 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第9期76-79,共4页
采用隧道磁阻磁场传感器研制高灵敏度检测探头,构建一套结构缺陷交流电磁场(ACFM)可视化检测系统。基于PC104嵌入式平台集成信号采集、处理、存储及辅助硬件模块,提出基于梯度场的缺陷形貌可视化反演算法,借助LabVIEW与Matlab混合编程... 采用隧道磁阻磁场传感器研制高灵敏度检测探头,构建一套结构缺陷交流电磁场(ACFM)可视化检测系统。基于PC104嵌入式平台集成信号采集、处理、存储及辅助硬件模块,提出基于梯度场的缺陷形貌可视化反演算法,借助LabVIEW与Matlab混合编程方式开发缺陷形貌可视化检测软件,开展缺陷交流电磁场可视化检测实验。实验结果表明:该检测系统能够测量缺陷周围垂直方向畸变电磁场,基于梯度场的缺陷形貌可视化反演算法可由垂直方向畸变磁场图像获取缺陷表面轮廓,实现结构缺陷的可视化显示。 展开更多
关键词 可视化 缺陷形貌 交流电磁场检测
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基于交流电磁场的碳钢表面分叉裂纹监测技术研究
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作者 杨会敏 刘伟达 +7 位作者 李伟 王俊龙 袁新安 严宇 徐喆 彭炎 刘子淇 国兆栋 《压力容器》 北大核心 2025年第4期72-81,共10页
针对传统技术在监测多方向裂纹扩展时存在的局限性,提出基于交流电磁场(ACFM)的监测碳钢表面分叉裂纹的方法。通过构建正交线圈激励的交流电磁场模型,实现了对不同长度、深度及角度裂纹的定量评估,提升了对平行于感应电流方向裂纹的监... 针对传统技术在监测多方向裂纹扩展时存在的局限性,提出基于交流电磁场(ACFM)的监测碳钢表面分叉裂纹的方法。通过构建正交线圈激励的交流电磁场模型,实现了对不同长度、深度及角度裂纹的定量评估,提升了对平行于感应电流方向裂纹的监测能力。建立正交激励仿真模型,优化监测激励频率与传感器布局,设计并验证了硬件系统,最终构建分叉裂纹监测系统。结果表明:正交监测方法可准确识别分叉裂纹特征,显著提高监测的可靠性与精度。在不同尺寸裂纹的扩展过程监测中,确定裂纹最大偏离距离为12mm;对于垂直分叉裂纹、45°分叉裂纹和45°折弯裂纹,测得裂纹长度的最大误差为14%,倾斜角的最大误差为6.67%。研究为碳钢表面分叉裂纹的监测提供了技术参考。 展开更多
关键词 碳钢 分叉裂纹 交流电磁场检测 监测技术 定量分析
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基于ACFM分析的在役管道焊缝检测技术 被引量:5
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作者 潘晓明 林红伟 《压力容器》 2013年第5期70-73,共4页
介绍了ACFM分析的原理方法,讨论了管道焊缝缺陷对ACFM检测信号影响的规律,通过制作对比试样及测试分析,对焊缝缺陷和ACFM之间的对应关系进行了研究,ACFM技术可以将缺陷检测出来并能确定深度。通过试验测试及应用表明,此技术速度快,而且... 介绍了ACFM分析的原理方法,讨论了管道焊缝缺陷对ACFM检测信号影响的规律,通过制作对比试样及测试分析,对焊缝缺陷和ACFM之间的对应关系进行了研究,ACFM技术可以将缺陷检测出来并能确定深度。通过试验测试及应用表明,此技术速度快,而且测试结果准确。 展开更多
关键词 acfm 管道 焊缝 缺陷
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基于GA-BP神经网络的ACFM实时高精度裂纹反演算法 被引量:10
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作者 李伟 袁新安 +5 位作者 曲萌 陈国明 葛玖浩 孔庆晓 张雨田 吴衍运 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期128-134,共7页
针对传统交流电磁场检测(ACFM)特征信号难以实现缺陷高精度实时反演的问题,在电磁耦合ACFM探头有限元模型分析的基础上,引入能量谱和相位阈值判定方法实时获取裂纹特征信号,建立裂纹实时反演实验系统并进行裂纹检测实验,基于加入遗传算... 针对传统交流电磁场检测(ACFM)特征信号难以实现缺陷高精度实时反演的问题,在电磁耦合ACFM探头有限元模型分析的基础上,引入能量谱和相位阈值判定方法实时获取裂纹特征信号,建立裂纹实时反演实验系统并进行裂纹检测实验,基于加入遗传算法的BP神经网络(GA-BP)建立的ACFM实时高精度裂纹反演算法对实验得到的裂纹特征信号进行长度和深度的反演。结果表明:电磁耦合ACFM探头有限元模型可较好地仿真裂纹特征信号;采用能量谱和相位阈值判定方法能够实时获取裂纹特征信号;GA-BP神经网络能够实现裂纹长度和深度的反演,反演精度误差不超过10%。 展开更多
关键词 acfm 实时 高精度 裂纹反演算法 遗传算法 BP神经网络
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高压电缆铝护套焊缝缺陷ACFM检测方法及检测系统的研究 被引量:10
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作者 陈涛 董袁航 +3 位作者 张赛 吕程 张立红 廖春晖 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期394-400,共7页
针对在氩弧焊型高压电缆铝护套焊接过程中易出现表面漏焊、埋藏未焊透和焊穿等缺陷的问题,提出了焊缝缺陷的交流电磁场检测(alternating current field measurement, ACFM)方法。首先,利用COMSOL多物理场仿真软件建立高压电缆铝护套焊... 针对在氩弧焊型高压电缆铝护套焊接过程中易出现表面漏焊、埋藏未焊透和焊穿等缺陷的问题,提出了焊缝缺陷的交流电磁场检测(alternating current field measurement, ACFM)方法。首先,利用COMSOL多物理场仿真软件建立高压电缆铝护套焊缝缺陷ACFM模型,研究U形磁芯上的励磁线圈在不同类型铝护套焊缝缺陷区域产生的感应电流的密度分布特点和和磁场信号特征;其次,设计了可获取缺陷长度和深度信息的正交式接收线圈,制作了带有缺陷的电缆铝护套焊缝试件及ACFM实验平台;最后,进行了不同类型铝护套焊缝缺陷的检测及结果分析。实验结果表明,ACFM方法能够有效用于3 mm厚的高压电缆铝护套焊缝表面漏焊和焊穿缺陷的检测,并且能够有效识别埋深为2 mm,长、宽、深分别为10,0.3,1 mm的埋藏未焊透缺陷。研究结果为高压电缆铝护套焊缝缺陷的识别和焊缝质量的评价提供了重要参考。 展开更多
关键词 电缆铝护套 焊缝 交流电磁场检测 无损检测
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交变激励下钢轨表面裂纹的磁场畸变量重构
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作者 王驰 周宇 翁之意 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期830-839,共10页
交流电磁场交变激励下磁场畸变响应(畸变量)与钢轨滚动接触疲劳裂纹形态参数的关系尚不明确,提出了一种函数化重构交流电磁场磁场畸变响应的方法。在对某重载铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹表面开口长度、椭圆比和内部倾角等形态参数的全寿... 交流电磁场交变激励下磁场畸变响应(畸变量)与钢轨滚动接触疲劳裂纹形态参数的关系尚不明确,提出了一种函数化重构交流电磁场磁场畸变响应的方法。在对某重载铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹表面开口长度、椭圆比和内部倾角等形态参数的全寿命周期取样观测基础上,构建了交流电磁场对不同裂纹形态参数的磁场畸变量响应模型,得到了裂纹不同形态参数与磁场畸变量的关系;对磁场畸变-裂纹参数的响应曲线进行拟合和评估,得到磁场变化量与裂纹形态参数关系的函数重构表达。研究结果表明:交流电磁场磁场畸变量受各裂纹参数共同影响,磁场畸变量峰值随裂纹表面开口长度的增大呈近似线性增大,随裂纹椭圆比的增大呈非线性减小,随裂纹内部倾角的增大呈非线性增大,各变化规律可以通过多项式描述;磁场畸变量随裂纹参数的变化规律可以被函数化重构,重构结果与磁场响应间的决定系数超过0.99,误差平方和小于0.00115,均方误差小于0.003。 展开更多
关键词 钢轨 滚动接触疲劳 无损检测 交流电磁场检测 磁场响应
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基于交流电磁场的水下结构物裂纹尺寸及剖面高精度评估方法 被引量:7
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作者 袁新安 李伟 +5 位作者 齐昌超 崔铭芳 陈国明 殷晓康 赵建明 蒋维宇 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期109-115,共7页
传统交流电磁场检测(ACFM)技术依靠特征信号Bz峰值间距和Bx波谷评估裂纹尺寸,未考虑裂纹长度和深度对特征信号交互影响,造成裂纹尺寸及剖面评估精度不足。针对这些问题,建立海水环境ACFM三维仿真模型,深入分析裂纹长度和深度对特征信号... 传统交流电磁场检测(ACFM)技术依靠特征信号Bz峰值间距和Bx波谷评估裂纹尺寸,未考虑裂纹长度和深度对特征信号交互影响,造成裂纹尺寸及剖面评估精度不足。针对这些问题,建立海水环境ACFM三维仿真模型,深入分析裂纹长度和深度对特征信号的影响规律,在此基础上提出两步插值裂纹尺寸评估算法和分割插值裂纹剖面重构算法,搭建水下ACFM试验系统并开展不同尺寸裂纹检测试验。结果表明裂纹深度变化对特征信号Bz峰谷间距不产生影响,长度小于30 mm的裂纹长度对特征信号Bx波谷影响较大;基于特征信号Bx和Bz两步插值算法可实现裂纹长度和深度的高精度评估,长度和深度评估最大误差分别为3.0%和7.5%;基于特征信号Bx分割插值算法可实现裂纹剖面高精度可视化重构,重构最大误差为5.7%。 展开更多
关键词 交流电磁场检测 裂纹 剖面 高精度评估 插值算法
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交流电磁场检测探头激励线圈的数值仿真及优化 被引量:8
11
作者 倪春生 陈国明 张彦廷 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期100-104,共5页
应用ANSYS软件系统建立了交流电磁场检测(ACFM)探头激励线圈数值模型,研究了不同几何形状的ACFM探头激励线圈的感应磁场以及工件表面的感应电流分布,确定了激励电流与激励线圈结构的定性、定量关系。根据优化的激励线圈,在工件表面得到... 应用ANSYS软件系统建立了交流电磁场检测(ACFM)探头激励线圈数值模型,研究了不同几何形状的ACFM探头激励线圈的感应磁场以及工件表面的感应电流分布,确定了激励电流与激励线圈结构的定性、定量关系。根据优化的激励线圈,在工件表面得到符合要求的均匀交变电流,从而为探头的研发提供了科学依据。通过对比分析可知,工件表面感应电流的均匀区域与激励线圈水平段的长度存在定量关系。 展开更多
关键词 激励线圈 均匀交变电流 定量 交流电磁场检测(acfm) 探头 仿真 优化
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利用正交型锁相放大器实现三维磁场微弱信号检测 被引量:13
12
作者 康中尉 罗飞路 陈棣湘 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期69-72,共4页
变磁场测量(ACFM)是近年兴起的可以定量的无损检测技术,为实现该检测方法,设计了由矩形激励线圈和正方体检测线圈构成的三维ACFM传感器激励和感应空间磁场的变化,提出了利用正交型锁相放大器(LIA)的信号检测方法实现传感器的每个方向毫... 变磁场测量(ACFM)是近年兴起的可以定量的无损检测技术,为实现该检测方法,设计了由矩形激励线圈和正方体检测线圈构成的三维ACFM传感器激励和感应空间磁场的变化,提出了利用正交型锁相放大器(LIA)的信号检测方法实现传感器的每个方向毫伏级变化的微弱感应电压信号的精确测量。并在此基础上建立了基于频率扫描技术的缺陷识别模型,结果表明:该检测方法达到了对三维磁场微弱感应信号测量和对任意走向裂纹识别的目的。 展开更多
关键词 缺陷识别 无损检测 三维磁场测量 交变磁场测量 微弱信号检测
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交流电磁场技术在储油罐角焊缝无损检测中的应用 被引量:8
13
作者 冷建成 周国强 +1 位作者 吴海涛 吴泽民 《压力容器》 2014年第4期70-74,共5页
对角焊缝检测提出了一种利用交流电磁场的无损检测新方法。首先简介了交流电磁场检测(ACFM)的基本原理,并基于ANSYS软件模拟出裂纹缺陷引起的磁场畸变信号。在确定交流电磁场检测系统的基础上,利用标准试板进行了测试分析,并将其成功应... 对角焊缝检测提出了一种利用交流电磁场的无损检测新方法。首先简介了交流电磁场检测(ACFM)的基本原理,并基于ANSYS软件模拟出裂纹缺陷引起的磁场畸变信号。在确定交流电磁场检测系统的基础上,利用标准试板进行了测试分析,并将其成功应用于储油罐底板角焊缝的无损检测中,实现了裂纹缺陷的定性定量化评估。试验测试及应用结果均验证了该方法对表面或近表面裂纹缺陷检测的灵敏度高,为其他结构部位探伤也提供了借鉴。 展开更多
关键词 交流电磁场检测 角焊缝 储油罐 裂纹缺陷
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基于频率扫描技术的裂纹深度检测方法研究 被引量:2
14
作者 陈棣湘 潘孟春 罗飞路 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期12-14,共3页
本文在介绍了几种常用的裂纹深度检测方法的基础上,将频率扫描技术应用到交变磁场测量中,以垂直工件表面的磁场强度与总磁场强度的比值作为特征值,实现对缺陷深度的检测。本文分析了激励信号频率对裂纹深度检测的影响,在频率扫描过程中... 本文在介绍了几种常用的裂纹深度检测方法的基础上,将频率扫描技术应用到交变磁场测量中,以垂直工件表面的磁场强度与总磁场强度的比值作为特征值,实现对缺陷深度的检测。本文分析了激励信号频率对裂纹深度检测的影响,在频率扫描过程中发现特征值开始时随扫描频率的增大而减小,然后又随扫描频率的增大而增大。将特征值最小时的扫描频率命名为拐点频率,在此基础上建立了基于频率扫描技术的裂纹深度检测模型,同时还对拐点频率与裂纹深度的定量关系进行了分析。实验结果证明,该方法可以很好地实现对裂纹深度的检测。 展开更多
关键词 交变磁场测量 裂纹深度 无损检测 频率扫描技术
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不锈钢表面裂纹方向电磁检测方法 被引量:8
15
作者 闫梁 万本例 +1 位作者 胡斌 范孟豹 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1057-1064,共8页
针对传统交流电磁场检测表面不定方向裂纹容易出现漏检的问题,研究了旋转磁场下感应电流方向、裂纹方向变化对平板表面裂纹检测幅值的影响,推导了裂纹走向角度与平面磁场分量波谷幅值的关系表达式,从检测机理角度提出了裂纹方向判定方... 针对传统交流电磁场检测表面不定方向裂纹容易出现漏检的问题,研究了旋转磁场下感应电流方向、裂纹方向变化对平板表面裂纹检测幅值的影响,推导了裂纹走向角度与平面磁场分量波谷幅值的关系表达式,从检测机理角度提出了裂纹方向判定方法及影响因素。建立了奥氏体不锈钢表面裂纹交流电磁场检测有限元仿真模型,开发了基于双U形激励和高分辨率隧道磁阻传感器的金属平板表面裂纹检测系统。仿真和实验结果表明,利用磁场分量的波谷特征能够实现裂纹走向的判定,判定误差不超过8.4°。 展开更多
关键词 交流电磁场检测 旋转磁场 裂纹走向 磁场特征
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基于DPSD算法的交流电磁场检测系统的研制 被引量:2
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作者 徐有芳 任尚坤 袁润冲 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第2期121-126,共6页
文中以FPGA为核心设计基于DPSD算法的ACFM检测系统,实现对检测信号自适应滤波,提取幅值的功能。系统由探头、前端处理电路、FPGA、上位机软件组成,并基于FPGA设计DDS激励源。以不锈钢板为测试对象设计试验,验证系统性能。结果表明:系统... 文中以FPGA为核心设计基于DPSD算法的ACFM检测系统,实现对检测信号自适应滤波,提取幅值的功能。系统由探头、前端处理电路、FPGA、上位机软件组成,并基于FPGA设计DDS激励源。以不锈钢板为测试对象设计试验,验证系统性能。结果表明:系统针对微小裂纹具有良好的检出效果,且在系统稳定性、集成性及灵活性方面具有很好性能。 展开更多
关键词 交流电磁场检测(acfm) FPGA 数字相敏检波(DPSD) 直接数字频率合成(DDS) 信号采集 信号处理
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