電氣工程畢業(yè)論文開題報(bào)告

電氣工程畢業(yè)論文開題報(bào)告題目：儲(chǔ)罐底板檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本課題的目的及意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1）本課題的目的及意義儲(chǔ)罐在原料、產(chǎn)品的存儲(chǔ)和輸送方面有著重要的作用，其安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系著石油化工生產(chǎn)和人民生活。儲(chǔ)罐存在的泄露問題多有底板失效引起，底板失效主要是由于儲(chǔ)罐多年使用，雨水或者地下水滲透到儲(chǔ)罐底板下，造成儲(chǔ)罐底板與地基接觸部分腐蝕。長(zhǎng)期以來，對(duì)儲(chǔ)罐底板的檢查技術(shù)手段，往往只能做外觀檢查、壁厚測(cè)量和表面探傷，實(shí)施困難、檢查項(xiàng)目少、效率低、缺陷檢出率低，腐蝕和穿孔等缺陷難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，事故隱患不能及時(shí)預(yù)報(bào)、評(píng)估各處理。我國(guó)早年建造的儲(chǔ)罐目前大都已逐漸進(jìn)入使用后期，需要進(jìn)行檢查。運(yùn)用儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)技術(shù)可以具備儲(chǔ)罐底板全厚度范圍內(nèi)腐蝕、穿孔等缺陷的檢查能力，尤其能夠?qū)?chǔ)罐底板下表面腐蝕情況進(jìn)行檢測(cè)，是評(píng)價(jià)儲(chǔ)罐安全性的有效手段。儲(chǔ)罐底板的排版形式一邊以中幅板和極邊板為主。有的無(wú)極邊板，只有中幅板。此外還有一些由此衍生出的排板形式。常見底板厚度一般為4~10mm，極邊板比中幅板厚。底板面積隨著容積增大兒增大。2）儲(chǔ)罐底板檢測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析目前國(guó)內(nèi)外對(duì)儲(chǔ)罐底板的無(wú)損檢測(cè)方法主要有：超聲波、磁粉、渦流和漏磁等探傷法。同其他無(wú)損檢測(cè)方法相比，漏磁檢測(cè)具有很多有點(diǎn)：操作方便、直觀、靈敏度高;成本低、效率高;能穿透涂層;不受內(nèi)部流動(dòng)介質(zhì)影響;尤其能夠檢測(cè)出內(nèi)表面的的缺陷。但漏磁檢測(cè)只限于檢測(cè)鐵磁性材料，材料越厚，需要的磁化能力越強(qiáng)，而且檢測(cè)前需要清理表面，缺陷類型不易分辨。當(dāng)用磁化器磁化被測(cè)鐵磁材料時(shí)，若材料的材質(zhì)是連續(xù)、均勻的，則材料中的磁感應(yīng)線將被約束在材料中，磁通是平行于材料表面的，幾乎沒有磁感應(yīng)線從表面穿出，被檢表面沒有磁場(chǎng)。但當(dāng)材料中存在著切割磁力線的缺陷時(shí)，材料表面的缺陷或組織狀態(tài)變化會(huì)使磁導(dǎo)率發(fā)生變化，由于缺陷的磁導(dǎo)率很小，磁阻很大，使磁路中的磁通發(fā)生畸變，磁感應(yīng)線會(huì)改變途徑，除了一部分磁通直接通過缺陷或在材料內(nèi)部繞過缺陷外，還有部分的磁通會(huì)離開材料表面，通過空氣繞過缺陷再重新進(jìn)入材料，在材料表面缺陷處形成漏磁場(chǎng)。如果采用磁粉檢測(cè)漏磁通的方法稱為磁粉檢測(cè)法，而采用磁敏傳感器檢測(cè)則稱為漏磁檢測(cè)法。采用漏磁探傷的過程是:首先對(duì)被檢鐵磁性材料進(jìn)行磁化;然后測(cè)量其漏磁場(chǎng)信號(hào)，通過分析判斷，給出檢測(cè)結(jié)果;最后根據(jù)實(shí)際情況選擇退磁與否。漏磁檢測(cè)只限于檢測(cè)鐵磁性材料，主要是鐵磁性材料的表面及近表面的檢測(cè)。該方法具有探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)污染、檢測(cè)靈敏度高、不需要耦合劑、檢測(cè)時(shí)一般不需要對(duì)表面進(jìn)行清洗處理、可以實(shí)現(xiàn)缺陷的初步量化等特點(diǎn)。國(guó)外對(duì)漏磁檢測(cè)技術(shù)的研究很早,Zuschlug于1933年首先提出應(yīng)用磁敏傳感器測(cè)量漏磁場(chǎng)的思想,但直至1947年Hastings設(shè)計(jì)了第一套漏磁檢測(cè)系統(tǒng)，漏磁檢測(cè)才開始受到普遍的承認(rèn)。20世紀(jì)50年代,西德Forster研制出產(chǎn)品化的漏磁探傷裝置。1965年，美國(guó)TubecopeVetco國(guó)際公司采用漏磁檢測(cè)裝置Linalog首次進(jìn)行了管內(nèi)檢測(cè),開發(fā)了Wellcheck井口探測(cè)系統(tǒng)，能可靠地探測(cè)到管材內(nèi)外徑上的腐蝕坑、橫向傷痕和其它類型的缺陷。1973年,英國(guó)天然氣公司采用漏磁法對(duì)其所管轄的一條直徑為600mm的天然氣管道的管壁腐蝕減薄狀況進(jìn)行了在役檢測(cè)，首次引入了定量分析方法。ICO公司的EMI漏磁探傷系統(tǒng)通過漏磁探傷部分來檢測(cè)管體的橫向和縱向缺陷,壁厚測(cè)量結(jié)合超聲技術(shù)進(jìn)行,提供完整的現(xiàn)場(chǎng)探傷。對(duì)于缺陷漏磁場(chǎng)的計(jì)算始于1966年,Shcherinin和Zatsepin兩人采用磁偶極子模型計(jì)算表面開口的無(wú)限長(zhǎng)裂紋,前蘇聯(lián)也于同年發(fā)表了第一篇定量分析缺陷漏磁場(chǎng)的論文,提出用磁偶極子、無(wú)限長(zhǎng)磁偶極線和無(wú)限長(zhǎng)磁偶帶來模擬工件表面的點(diǎn)狀缺陷、淺裂紋和深裂縫。之后,蘇、日、美、德、英等國(guó)相繼對(duì)這一領(lǐng)域開展研究,形成了兩大學(xué)派,主要為研究磁偶極子法和有限元法兩大學(xué)派。Shcherbinnin和Poshagin用磁偶極子模型計(jì)算了有限長(zhǎng)表面開口裂紋的磁場(chǎng)分布。1975年,Hwang和Lord采用有限元方法對(duì)漏磁場(chǎng)進(jìn)行分析,首次把材料內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)和磁導(dǎo)率與漏磁場(chǎng)幅值聯(lián)系起來。Atherton把管壁坑狀缺陷漏磁場(chǎng)的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果聯(lián)系起來，得到了較為一致的結(jié)論。Edwards和Palaer推出了有限長(zhǎng)開口裂紋的三維表達(dá)式,從中得出當(dāng)材料的相對(duì)磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于缺陷深寬比時(shí),漏磁場(chǎng)強(qiáng)度與缺陷深度呈近似線性關(guān)系的結(jié)論。我國(guó)從90年代初對(duì)漏磁檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究,于2002年研制出管道和鋼板腐蝕漏磁檢測(cè)儀,其總體技術(shù)水平落后于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。近年來,在國(guó)內(nèi)無(wú)損檢測(cè)工作者的共同努力下,目前已有許多的高校和研究單位在這方面取得了可喜的成果,逐步縮小了與國(guó)際水平的差距。國(guó)內(nèi)研究漏磁檢測(cè)技術(shù)的高校主要有清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)等。其中華中科技大學(xué)的楊叔子、康宜華、武新軍等,在儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)研究和管道漏磁無(wú)損檢測(cè)傳感器的研制、鋼絲繩的漏磁檢測(cè)等方面進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，利用ANSYS軟件分析了傳感器勵(lì)磁裝置的參數(shù)對(duì)鋼板局部磁化的影響,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的漏磁檢測(cè)傳感器等;清華大學(xué)的李路明、黃松齡等研究了管道的漏磁探傷,鐵鑄件的漏磁探傷方法,采用有限元分析法研究永磁體幾何參數(shù)對(duì)管道磁化效果的影響,分析漏磁探傷中各種量之間的數(shù)值關(guān)系,如表面裂紋寬度對(duì)漏磁場(chǎng)Y分量影響的問題;交直流磁化問題，針對(duì)漏磁檢測(cè)交流磁化的磁化電流頻率選擇問題,分析了磁化頻率的選取原則等等;沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)的楊理踐等,研究了基于單片機(jī)控制系統(tǒng)的管道漏磁在線檢測(cè)系統(tǒng),分析了小波包在管道漏磁信號(hào)分析中的應(yīng)用,通過時(shí)域分析理論對(duì)管道漏磁信號(hào)進(jìn)行處理;合肥工業(yè)大學(xué)的何輔云對(duì)漏磁探傷采用多路缺陷信號(hào)的滑環(huán)傳送方法并研制了在役管線漏磁無(wú)損檢測(cè)設(shè)備;上海交通大學(xué)的闕沛文、金建華等對(duì)海底管道缺陷漏磁檢測(cè)進(jìn)行研究,通過小波分析對(duì)漏磁檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行去噪實(shí)驗(yàn),同時(shí)將巨磁阻傳感器應(yīng)用于漏磁檢測(cè)系統(tǒng),研制了適用于輸油、輸氣管道專用漏磁檢測(cè)傳感器;中原油田鉆井機(jī)械儀器研究所開發(fā)出了抽油桿井口漏磁無(wú)損檢測(cè)裝置;軍械工程學(xué)院研制的智能漏磁裂紋檢測(cè)儀,能對(duì)鋼質(zhì)構(gòu)件的表面和內(nèi)部的裂紋進(jìn)行定量檢測(cè);中國(guó)科學(xué)院金屬研究所的蔡桂喜對(duì)磁粉和漏磁探傷對(duì)裂傷缺陷檢出能力進(jìn)行了研究,用環(huán)電流模型計(jì)算了各種矩形槽形狀人工及自然缺陷產(chǎn)生的漏磁場(chǎng),提出磁粉和漏磁兩種方法不適合開裂縫隙很窄的疲勞裂紋的檢測(cè)的結(jié)論。愛德森公司采用多信息融合技術(shù)研制成集渦流、漏磁、磁記憶、低頻電磁場(chǎng)于一體的便攜式檢測(cè)儀器,該儀器能同時(shí)獲取多種檢測(cè)信號(hào),適用于流動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)。目前,漏磁檢測(cè)技術(shù)理論需要進(jìn)一步研究開展的工作有:漏磁場(chǎng)信號(hào)與缺陷特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;不同類型的缺陷漏磁場(chǎng)理論模型,復(fù)合材料的漏磁場(chǎng)形成機(jī)理研究等。本課題的任務(wù)、重點(diǎn)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑1)本課題的任務(wù)要求確定儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)信號(hào)的采集和傳輸方案進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，要求:具有數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析等功能數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)瀏覽分析2種模式2)本課題的重點(diǎn)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑確定漏磁檢測(cè)信號(hào)的采集和傳輸方案先查找漏磁檢測(cè)傳感器的資料,對(duì)傳感器的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,根據(jù)所選擇的傳感器來設(shè)計(jì)信號(hào)采集電路和傳輸方案。霍爾元件在漏磁檢測(cè)中能起到關(guān)鍵的作用。并綜合運(yùn)用A/D轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)預(yù)處理電路等進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)讀取和顯示和分析等應(yīng)用LABVIEW軟件，要求對(duì)此軟件非常的熟悉。完成本課題所需工作條件(如工具書、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研等)及解決辦法1)工作條件(1)工具書LABVIEW等相關(guān)編程資料、書籍。傳感器相關(guān)資料、書籍。各個(gè)硬件的相關(guān)資料。Protel軟件指導(dǎo)書籍、資料。軟件LABVIEW編程軟件。Protel繪圖軟件。硬件計(jì)算機(jī)單片機(jī)相關(guān)硬件設(shè)備及元器件2)解決辦法工具書可以通過學(xué)校圖書館和網(wǎng)上資源獲得。計(jì)算機(jī)和相關(guān)硬件設(shè)備由老師提供或購(gòu)買。主要參考文獻(xiàn)王勇，沈功田等.壓力容器無(wú)損檢測(cè)——大型常壓儲(chǔ)罐的無(wú)損檢測(cè)技術(shù).無(wú)損檢測(cè)[J].2005,27(9):487~490王同義，許