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在役储罐罐底检测技术的研究

作　者: 张曦阳
导　师: 杨理践
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 罐底检测超声波探伤小波去噪钢板缺陷无损检测
分类号: TE972
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近几十年来,我国国民经济高速的发展使我们对能源的需求也正在高速的增长,尤其在石油资源上,我国已经成为了继美国之后的世界上第二进口国。同时为了应对国际油价的波动和产油区的战乱,我国已经开始建立自己的国家石油储备,而大型的储罐是目前世界上存储石油的主要方式。大型储罐安全是石油储存的一个重要问题,包括我们国家在内的许多国家的大型石油储罐的服役期都已经超过十年以上,储罐罐底钢板则是最容易受到腐蚀而发生泄漏的地方。一旦储罐罐内的石油泄漏将造成严重的灾难和环境的污染。因此在役储罐罐底检测装置的研制就显得十分的重要了。本文针对石油储罐罐底材质的特点,采用了一种在役储罐中利用多通道超声检测设备检测罐底钢板缺陷的方法。针对超声检测、履带式自动行走小车、超声三点定位、防爆的信息传输、超声检测信号的高速采集及其处理等问题进行了比较深入的研究,对上述各个系统的实现方法进行了研究,并对超声检测系统的发射电路、限幅电路、可变增益放大电路和带通滤波电路进行了设计、仿真及其PCB电路板的制作并利用其进行了超声检测钢试件的实验。通过观察回波的变化可以判断钢试件厚度的变化,也可以通过观察判断钢试件中是否有缺陷。最后应用了小波分析的基本的理论,并通过MATLAB小波工具箱进行了超声检测回波信号的小波去噪的处理,得到了一个比较理想的超声检测的结果。通过对超声检测系统检测CSK-1试件的25mm、91mm和100mm的厚度实验来验证了超声检测系统对厚度变化的识别能力,又利用其对试件CSK-1上Φ1.5mm缺陷和2mm宽6mm深的缺陷进行了超声探伤的实验,系统可以很好的进行钢板的探伤的实验。此系统可以很好的完成在役储罐罐底的超声检测,具有良好的应用价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-18
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 储罐罐底检测的主要方法  12-14
    1.2.1 储罐罐底超声波检测法  13
    1.2.2 储罐罐底漏磁检测法  13
    1.2.3 储罐罐底涡流检测法  13-14
    1.2.4 声发射检测法  14
  1.3 储罐罐底检测的国内外现状  14-16
    1.3.1 储罐罐底检测技术国外研究现状  14-15
    1.3.2 储罐罐底检测技术国内研究现状  15-16
  1.4 论文的主要研究工作及章节安排  16-18
    1.4.1 论文的主要研究工作  16-17
    1.4.2 论文的章节安排  17-18
第二章超声检测的基本原理  18-29
  2.1 超声波的基本概念  18-22
    2.1.1 超声波的特征量  18-19
    2.1.2 超声波的波速与波长  19
    2.1.3 超声波的波动特性  19-20
    2.1.4 超声波在传播过程中的衰减  20-22
    2.1.5 超声波的声场特性  22
  2.2 超声波检测的原理  22-26
    2.2.1 脉冲反射法  23-25
    2.2.2 脉冲透射法  25-26
  2.3 超声波检测缺陷的定量  26-28
    2.3.1 缺陷当量法定量  26
    2.3.2 AVG 曲线  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章储罐罐底检测装置结构的研究  29-41
  3.1 在役储罐罐底检测装置总体设计方法  29-30
  3.2 罐底检测装置的工作原理  30-31
  3.3 行走小车的选择和控制系统研究  31-33
  3.4 光纤通讯系统的实现方法  33-36
    3.4.1 模拟光纤通讯系统  34-36
    3.4.2 数字光纤通讯系统  36
  3.5 超声定位系统  36-39
    3.5.1 超声定位系统原理  36-38
    3.5.2 超声定位系统的实现方法  38-39
  3.6 高速数据采集系统  39-40
  3.7 超声检测系统  40
  3.8 小结  40-41
第四章超声检测系统的实现方法  41-53
  4.1 发射电路  42-45
  4.2 限幅电路  45-47
  4.3 可变增益放大电路  47-49
    4.3.1 AD604 功能概述  47-48
    4.3.2 可变增益放大电路实现方法  48-49
  4.4 带通滤波电路  49-51
  4.5 通道选择电路  51-52
  4.6 本章小结  52-53
第五章实验与结果分析  53-64
  5.1 超声波检测系统的调试  53-54
  5.2 储罐罐底缺陷的判别方法  54-55
  5.3 超声波检测实验  55-60
  5.4 超声回波信号处理  60-63
    5.4.1 小波去噪的基本原理  61
    5.4.2 超声检测信号小波去噪  61-63
  5.5 本章小结  63-64
第六章结论  64-65
参考文献  65-68
附录A 超声检测系统发射电路图  68-69
附录B 超声检测系统接收电路图  69-70
附录C 超声波检测系统PCB 板图正面  70-71
附录D 超声波检测系统PCB 板图背面  71-72
附录E 超声检测系统电路板及其实物  72-73
在学研究成果  73-74
致谢  74

在役储罐罐底检测技术的研究

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