電氣工程畢業(yè)論文開題報(bào)告

時間：2024-09-17 01:34:24 開題報(bào)告

　　開題報(bào)告是課題確定之后，研究人員在正式開展研究之前制訂的整個課題研究的工作計(jì)劃，下面是小編搜集整理的電氣工程畢業(yè)論文開題報(bào)告，供大家閱讀參考。

電氣工程畢業(yè)論文開題報(bào)告

　　題目：儲罐底板檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　1.本課題的目的及意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

　　1)本課題的目的及意義

　　儲罐在原料、產(chǎn)品的存儲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罐多年使用，雨水或者地下水滲透到儲罐底板下，造成儲罐底板與地基接觸部分腐蝕。長期以來，對儲罐底板的檢查技術(shù)手段，往往只能做外觀檢查、壁厚測量和表面探傷，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發(fā)現(xiàn)，事故隱患不能及時預(yù)報(bào)、評估各處理。我國早年建造的儲罐目前大都已逐漸進(jìn)入使用后期，需要進(jìn)行檢查。運(yùn)用儲罐底板漏磁檢測技術(shù)可以具備儲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)薜装逑卤砻娓g情況進(jìn)行檢測，是評價儲罐安全性的有效手段。

　　儲罐底板的排版形式一邊以中幅板和極邊板為主。有的無極邊板，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)儲罐底板檢測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

　　目前國內(nèi)外對儲罐底板的無損檢測方法主要有：超聲波、磁粉、渦流和漏磁等探傷法。同其他無損檢測方法相比，漏磁檢測具有很多有點(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)部流動介質(zhì)影響;尤其能夠檢測出內(nèi)表面的的缺陷。但漏磁檢測只限于檢測鐵磁性材料，材料越厚，需要的磁化能力越強(qiáng)，而且檢測前需要清理表面，缺陷類型不易分辨。

　　當(dāng)用磁化器磁化被測鐵磁材料時,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。但當(dāng)材料中存在著切割磁力線的缺陷時,材料表面的缺陷或組織狀態(tài)變化會使磁導(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。如果采用磁粉檢測漏磁通的方法稱為磁粉檢測法,而采用磁敏傳感器檢測則稱為漏磁檢測法。

　　采用漏磁探傷的過程是:首先對被檢鐵磁性材料進(jìn)行磁化;然后測量其漏磁場信號,通過分析判斷,給出檢測結(jié)果;最后根據(jù)實(shí)際情況選擇退磁與否。漏磁檢測只限于檢測鐵磁性材料,主要是鐵磁性材料的表面及近表面的檢測。該方法具有探頭結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)自動化、無污染、檢測靈敏度高、不需要耦合劑、檢測時一般不需要對表面進(jìn)行清洗處理、可以實(shí)現(xiàn)缺陷的初步量化等特點(diǎn)。

　　國外對漏磁檢測技術(shù)的研究很早,Zuschlug于1933年首先提出應(yīng)用磁敏傳感器測量漏磁場的思想,但直至1947年Hastings設(shè)計(jì)了第一套漏磁檢測系統(tǒng),漏磁檢測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TubecopeVetco國際公司采用漏磁檢測裝置Linalog首次進(jìn)行了管內(nèi)檢測,開發(fā)了Wellcheck井口探測系統(tǒng),能可靠地探測到管材內(nèi)外徑上的腐蝕坑、橫向傷痕和其它類型的缺陷。1973年,英國天然氣公司采用漏磁法對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,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管體的橫向和縱向缺陷,壁厚測量結(jié)合超聲技術(shù)進(jìn)行,提供完整的現(xiàn)場探傷。

　　對于缺陷漏磁場的計(jì)算始于1966年,Shcherinin和Zatsepin兩人采用磁偶極子模型計(jì)算表面開口的無限長裂紋,前蘇聯(lián)也于同年發(fā)表了第一篇定量分析缺陷漏磁場的論文,提出用磁偶極子、無限長磁偶極線和無限長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、英等國相繼對這一領(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)算了有限長表面開口裂紋的磁場分布。1975年,Hwang和Lord采用有限元方法對漏磁場進(jìn)行分析,首次把材料內(nèi)部場強(qiáng)和磁導(dǎo)率與漏磁場幅值聯(lián)系起來。Atherton把管壁坑狀缺陷漏磁場的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果聯(lián)系起來,得到了較為一致的結(jié)論。Edwards和Palaer推出了有限長開口裂紋的三維表達(dá)式,從中得出當(dāng)材料的相對磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于缺陷深寬比時,漏磁場強(qiáng)度與缺陷深度呈近似線性關(guān)系的結(jié)論。

　　我國從90年代初對漏磁檢測技術(shù)進(jìn)行了研究,于2002年研制出管道和鋼板腐蝕漏磁檢測儀,其總體技術(shù)水平落后于歐美等發(fā)達(dá)國家。近年來,在國內(nèi)無損檢測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,逐步縮小了與國際水平的差距。

　　國內(nèi)研究漏磁檢測技術(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,在儲罐底板漏磁檢測研究和管道漏磁無損檢測傳感器的研制、鋼絲繩的漏磁檢測等方面進(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磁裝置的參數(shù)對鋼板局部磁化的影響,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的漏磁檢測傳感器等;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,如表面裂紋寬度對漏磁場Y分量影響的問題;交直流磁化問題,針對漏磁檢測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系統(tǒng),分析了小波包在管道漏磁信號分析中的應(yīng)用,通過時域分析理論對管道漏磁信號進(jìn)行處理;合肥工業(yè)大學(xué)的何輔云對漏磁探傷采用多路缺陷信號的滑環(huán)傳送方法并研制了在役管線漏磁無損檢測設(shè)備;上海交通大學(xué)的闕沛文、金建華等對海底管道缺陷漏磁檢測進(jìn)行研究,通過小波分析對漏磁檢測信號進(jìn)行去噪實(shí)驗(yàn),同時將巨磁阻傳感器應(yīng)用于漏磁檢測系統(tǒng),研制了適用于輸油、輸氣管道專用漏磁檢測傳感器;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損檢測裝置;軍械工程學(xué)院研制的智能漏磁裂紋檢測儀,能對鋼質(zhì)構(gòu)件的表面和內(nèi)部的裂紋進(jìn)行定量檢測;中國科學(xué)院金屬研究所的蔡桂喜對磁粉和漏磁探傷對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,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、低頻電磁場于一體的便攜式檢測儀器,該儀器能同時獲取多種檢測信號,適用于流動現(xiàn)場的檢測。

　　目前,漏磁檢測技術(shù)理論需要進(jìn)一步研究開展的工作有:漏磁場信號與缺陷特征之間的對應(yīng)關(guān)系;不同類型的缺陷漏磁場理論模型,復(fù)合材料的漏磁場形成機(jī)理研究等。

　　2.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

　　(1)確定儲罐底板漏磁檢測信號的采集和傳輸方案

　　(2)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

　　(1)確定漏磁檢測信號的采集和傳輸方案

　　先查找漏磁檢測傳感器的資料,對傳感器的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,根據(jù)所選擇的傳感器來設(shè)計(jì)信號采集電路和傳輸方案�；魻栐诼┐艡z測中能起到關(guān)鍵的作用。并綜合運(yùn)用A/D轉(zhuǎn)換電路和信號預(yù)處理電路等進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。

　　(2)數(shù)據(jù)讀取和顯示和分析等應(yīng)用LABVIEW軟件，要求對此軟件非常的熟悉。

　　3.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。

　　各個硬件的相關(guān)資料。

　　Protel軟件指導(dǎo)書籍、資料。

　　(2)軟件

　　LABVIEW編程軟件。

　　Protel繪圖軟件。

　　(3)硬件