文档介绍：大连理工大学专业学位硕士学位论文
摘 要
输油输气管道是能源输送网络的重要组成部分，具有密闭安全，便于监控管理等特
点。如今管道的损坏事故频发，既对环境产生严重的破坏，又造成了大量的生命财产损
失。油气管道材质多为管线钢，其内壁和外壁腐蚀是常年运行管道损坏的主要原因。为
实现管道的损坏预防与安全维护工作，脉冲涡流检测是安全有效的检测方法。
脉冲涡流技术适用于金属材质的检测且不受非金属包覆层的影响；具有丰富的频率
信息，可以实现在短时间内采集大量信号。因此该技术被广泛应用在厚度测量和缺陷识
别评估方面。由于脉冲涡流检测到的时域信号微弱且噪声干扰较大，排除噪声干扰，寻
找合适的检测特征量，优化检测系统设计是脉冲涡流技术发展的重要方向。
本文对脉冲涡流检测技术的研究主要在以下几个方面：
对脉冲涡流的检测理论进行了研究。从检测的基本电磁原理出发，探究脉冲涡流检
测的优势和亟待解决的问题，并对检测结果的重要影响因素进行了分析。同时分析了脉
冲涡流检测的电路模型和有限元计算方法，为后续的仿真实验提供了理论依据。
使用有限元仿真软件分析脉冲涡流检测技术。在理论研究的基础上，分析电磁场与
涡流在激励脉冲周期内的分布情况；探究传感器参数变化和提离效应对检测结果的影响；
根据缺陷检测和厚度测量的仿真结果，选择合适的测量特征量。
完善脉冲涡流检测系统进行实验。同时采用霍尔元件和检测线圈作为传感器接收装
置，设计脉冲涡流检测系统。测量厚度为 到 的钢板，使用半对数坐标下
感应电压衰减速率作为特征量，测量结果的相对误差在 10%以内，满足精度要求。对于
直径在厘米量级，深度在毫米量级的圆柱形表面缺陷，可以实现缺陷识别分辨。
针对提离效应进行实验分析。当提离高度从 0mm 到 25mm 增加时，厚度测量误差
增大，不能满足精度要求。分析多传感器测量得到特征量，对厚度测量中提离效应造成
的误差进行修正。使用感应电压信号差值与磁感应强度峰峰值差值实现对提离效应的补
偿，明显减小了提离效应造成的测量误差。
关键词：脉冲涡流；无损检测；有限元仿真
- I -
基于多传感器的脉冲涡流无损检测技术研究
Research of Pulsed Eddy Current Nondestructive Technology Based on
Multi-Sensors
Abstract
Oil and gas transmission pipelines, with reliability of seal and convenience of management,
are important parts of the energy transmission network. Nowadays, pipeline damage accidents
happen frequently, which not only cause serious damage to the environment, but also cause a
great deal of loss of life and property. The material of oil and gas pipeline is mostly pipeline
steel, of which the inner and outer wall corrosion is the main reason for perennial pipeline
damage. For pipeline damage prevention and safety maintenance, pulsed eddy current testing
is a safe and effective method.
Pulsed eddy current technology is suitable for metal material detection and