海洋装备智能可视化交流电磁场检测技术
定价：￥79.00
作者： 李伟
出版时间：2024-07
出版社：电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121483370
- 1-1
- 16开
- 2024-07
- 319
- 工学
- 电子信息类
- 电子信息与电气
- 本科 研究生及以上
内容简介
海洋装备的水下结构安全一直是海洋油气资源顺利开发的关键环节，安全检测技术具有“难实施、测不出、测不准”等瓶颈。尤其当前中国海洋油气资源开发逐步走向深海，对于深水结构安全保障技术具有更迫切的需求。本书内容丰富、章节逻辑合理，详述了交流电磁场检测技术的发展过程，涉及基础理论、缺陷识别方法、仪器研制、新技术结合及工程应用等多方面的内容，为海洋装备的水下结构安全检测提供了先进解决方案，能够为本领域的科研和工程人员提供很好的学习资料，促进先进技术在工程领域的推广应用，也为深海装备结构安全检测提供了新思路，对于保障海洋油气资源顺利及安全开发具有重要意义，经济和社会效益显著。
目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 ACFM技术的检测原理 1
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 国外发展现状 3
1.2.2 国内发展现状 5
1.2.3 国内外对比 8
1.3 ACFM系统 9
1.3.1 ACFM系统的发展与研究现状 9
1.3.2 ACFM探头的组成 10
1.4 未来发展趋势 12
1.4.1 交流电磁场的复合编码技术 12
1.4.2 交流电磁场的智能识别技术 12
1.4.3 交流电磁场的缺陷成像技术 13
参考文献 13
第2章 交流电磁场基本原理 16
2.1 电磁感应 17
2.2 麦克斯韦方程组 19
2.3 媒质的电磁特性 21
2.4 边界条件 22
2.5 电磁场的波动方程 23
2.6 用矢量位的分量表示的电磁场 24
2.7 电磁场的能量和能流 26
2.8 ACFM解析模型 27
2.8.1 空气介质下的ACFM数学模型 27
2.8.2 水下环境的ACFM数学模型 29
参考文献 34
第3章 交流电磁场建模仿真 36
3.1 ANSYS仿真分析 36
3.1.1 ANSYS几何模型的建立 37
3.1.2 属性定义、网格划分及边界条件的设定与求解 37
3.2 COMSOL仿真分析 39
3.2.1 COMSOL几何模型的建立 40
3.2.2 属性定义、物理场设置、网格划分及加载载荷、求解和后处理 40
3.3 参数优化 41
3.3.1 激励频率优化 41
3.3.2 提离扰动分析 43
3.3.3 磁芯尺寸 44
3.3.4 阵列检测探头设计 45
3.4 典型缺陷的特征信号仿真 49
3.4.1 不规则裂纹的仿真分析与可视化重构 49
3.4.2 簇状裂纹的仿真研究 50
3.5 特殊探头的电磁场仿真 55
3.5.1 半环式交流电磁场仿真 55
3.5.2 外穿式和内穿式亥姆霍兹线圈阵列探头的仿真分析 60
参考文献 64
第4章 ACFM信号分析 66
4.1 典型信号分析 66
4.1.1 特征信号分析 66
4.1.2 裂纹定量评估 68
4.1.3 提离响应信号 68
4.2 阵列成像信号分析 69
4.2.1 裂纹成像信号 69
4.2.2 不规则裂纹成像信号 70
4.2.3 腐蚀成像信号 70
4.3 梯度阈值信号分析 71
4.4 缺陷智能可视化分析 72
4.4.1 单一裂纹可视化 72
4.4.2 不规则裂纹可视化 74
4.4.3 腐蚀缺陷可视化 76
4.5 缺陷智能判定 79
4.5.1 卷积神经网络概述 79
4.5.2 卷积神经网络数据库 81
4.5.3 缺陷信号智能识别 82
4.5.4 缺陷智能分类识别 84
4.5.5 离线智能模式测试 87
4.6 缺陷检出概率分析 88
4.6.1 检出概率概述 88
4.6.2 不同裂纹长度的检出概率分析 90
4.6.3 不同裂纹深度的检出概率分析 93
4.6.4 考虑裂纹长度和深度的检出概率分析 95
参考文献 95
第5章 交流电磁场监测技术 97
5.1 交流电磁场监测技术简介 97
5.2 交流电磁场监测的建模与仿真 99
5.2.1 模型建立 100
5.2.2 仿真分析 101
5.3 交流电磁场监测系统组成 104
5.3.1 交流电磁场监测传感模组 105
5.3.2 信号处理与采集系统 107
5.3.3 数据分析系统 113
5.4 交流电磁场监测系统实验 122
5.4.1 系统监测能力测试 122
5.4.2 结构裂纹扩展监测实验 123
5.4.3 不同角度裂纹监测实验 127
参考文献 128
第6章 交流电磁场新技术 131
6.1 旋转ACFM技术 131
6.1.1 概述 131
6.1.2 旋转电磁场理论分析 132
6.1.3 旋转电磁场仿真分析 134
6.1.4 实验验证及结果分析 140
6.2 周向电磁场检测技术 142
6.2.1 概述 142
6.2.2 周向电磁场理论分析 142
6.2.3 周向电磁场仿真分析 143
6.2.4 实验验证及结果分析 148
6.3 脉冲ACFM技术 151
6.3.1 概述 151
6.3.2 脉冲交流电磁场理论分析 151
6.3.3 脉冲交流电磁场仿真分析 153
6.3.4 实验验证及结果分析 161
6.4 多频ACFM技术 166
6.4.1 概述 166
6.4.2 多频交流电磁场理论分析 166
6.4.3 多频交流电磁场仿真分析 168
6.4.4 实验验证及结果分析 176
参考文献 181
第7章 交流电磁场工程应用 183
7.1 海洋工程 184
7.2 核工业 185
7.3 石油化工 188
7.4 轨道交通 190
7.5 特种装备 191
参考文献 192
第1章 绪论 1
1.1 ACFM技术的检测原理 1
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 国外发展现状 3
1.2.2 国内发展现状 5
1.2.3 国内外对比 8
1.3 ACFM系统 9
1.3.1 ACFM系统的发展与研究现状 9
1.3.2 ACFM探头的组成 10
1.4 未来发展趋势 12
1.4.1 交流电磁场的复合编码技术 12
1.4.2 交流电磁场的智能识别技术 12
1.4.3 交流电磁场的缺陷成像技术 13
参考文献 13
第2章 交流电磁场基本原理 16
2.1 电磁感应 17
2.2 麦克斯韦方程组 19
2.3 媒质的电磁特性 21
2.4 边界条件 22
2.5 电磁场的波动方程 23
2.6 用矢量位的分量表示的电磁场 24
2.7 电磁场的能量和能流 26
2.8 ACFM解析模型 27
2.8.1 空气介质下的ACFM数学模型 27
2.8.2 水下环境的ACFM数学模型 29
参考文献 34
第3章 交流电磁场建模仿真 36
3.1 ANSYS仿真分析 36
3.1.1 ANSYS几何模型的建立 37
3.1.2 属性定义、网格划分及边界条件的设定与求解 37
3.2 COMSOL仿真分析 39
3.2.1 COMSOL几何模型的建立 40
3.2.2 属性定义、物理场设置、网格划分及加载载荷、求解和后处理 40
3.3 参数优化 41
3.3.1 激励频率优化 41
3.3.2 提离扰动分析 43
3.3.3 磁芯尺寸 44
3.3.4 阵列检测探头设计 45
3.4 典型缺陷的特征信号仿真 49
3.4.1 不规则裂纹的仿真分析与可视化重构 49
3.4.2 簇状裂纹的仿真研究 50
3.5 特殊探头的电磁场仿真 55
3.5.1 半环式交流电磁场仿真 55
3.5.2 外穿式和内穿式亥姆霍兹线圈阵列探头的仿真分析 60
参考文献 64
第4章 ACFM信号分析 66
4.1 典型信号分析 66
4.1.1 特征信号分析 66
4.1.2 裂纹定量评估 68
4.1.3 提离响应信号 68
4.2 阵列成像信号分析 69
4.2.1 裂纹成像信号 69
4.2.2 不规则裂纹成像信号 70
4.2.3 腐蚀成像信号 70
4.3 梯度阈值信号分析 71
4.4 缺陷智能可视化分析 72
4.4.1 单一裂纹可视化 72
4.4.2 不规则裂纹可视化 74
4.4.3 腐蚀缺陷可视化 76
4.5 缺陷智能判定 79
4.5.1 卷积神经网络概述 79
4.5.2 卷积神经网络数据库 81
4.5.3 缺陷信号智能识别 82
4.5.4 缺陷智能分类识别 84
4.5.5 离线智能模式测试 87
4.6 缺陷检出概率分析 88
4.6.1 检出概率概述 88
4.6.2 不同裂纹长度的检出概率分析 90
4.6.3 不同裂纹深度的检出概率分析 93
4.6.4 考虑裂纹长度和深度的检出概率分析 95
参考文献 95
第5章 交流电磁场监测技术 97
5.1 交流电磁场监测技术简介 97
5.2 交流电磁场监测的建模与仿真 99
5.2.1 模型建立 100
5.2.2 仿真分析 101
5.3 交流电磁场监测系统组成 104
5.3.1 交流电磁场监测传感模组 105
5.3.2 信号处理与采集系统 107
5.3.3 数据分析系统 113
5.4 交流电磁场监测系统实验 122
5.4.1 系统监测能力测试 122
5.4.2 结构裂纹扩展监测实验 123
5.4.3 不同角度裂纹监测实验 127
参考文献 128
第6章 交流电磁场新技术 131
6.1 旋转ACFM技术 131
6.1.1 概述 131
6.1.2 旋转电磁场理论分析 132
6.1.3 旋转电磁场仿真分析 134
6.1.4 实验验证及结果分析 140
6.2 周向电磁场检测技术 142
6.2.1 概述 142
6.2.2 周向电磁场理论分析 142
6.2.3 周向电磁场仿真分析 143
6.2.4 实验验证及结果分析 148
6.3 脉冲ACFM技术 151
6.3.1 概述 151
6.3.2 脉冲交流电磁场理论分析 151
6.3.3 脉冲交流电磁场仿真分析 153
6.3.4 实验验证及结果分析 161
6.4 多频ACFM技术 166
6.4.1 概述 166
6.4.2 多频交流电磁场理论分析 166
6.4.3 多频交流电磁场仿真分析 168
6.4.4 实验验证及结果分析 176
参考文献 181
第7章 交流电磁场工程应用 183
7.1 海洋工程 184
7.2 核工业 185
7.3 石油化工 188
7.4 轨道交通 190
7.5 特种装备 191
参考文献 192
