開題報告是課題確定之後，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劃，下面是小編蒐集整理的電氣工程畢業論文開題報告，供大家閱讀參考。
題目：儲罐底板檢測系統軟體設計
1.本課題的目的及意義，國內外研究現狀分析
1)本課題的目的及意義
儲罐在原料、產品的儲存和輸送方面有著重要的作用，其安全穩定執行關係著石油化工生產和人民生活。儲罐存在的洩露問題多有底板失效引起，底板失效主要是由於儲罐多年使用，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手段，往往只能做外觀檢查、壁厚測量和表面探傷，實施困難、檢查專案少、效率低、缺陷檢出率低，腐蝕和穿孔等缺陷難以被及時發現，事故隱患不能及時預報、評估各處理。我國早年建造的儲罐目前大都已逐漸進入使用後期，需要進行檢查。運用儲罐底板漏磁檢測技術可以具備儲罐底板全厚度範圍內腐蝕、穿孔等缺陷的檢查能力，尤其能夠對儲罐底板下表面腐蝕情況進行檢測，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)儲罐底板檢測技術國內外研究現狀分析
目前國內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：操作方便、直觀、靈敏度高;成本低、效率高;能穿透塗層;不受內部流動介質影響;尤其能夠檢測出內表面的的缺陷。但漏磁檢測只限於檢測鐵磁性材料，材料越厚，需要的磁化能力越強，而且檢測前需要清理表面，缺陷型別不易分辨。
當用磁化器磁化被測鐵磁材料時,若材料的材質是連續、均勻的,則材料中的磁感應線將被約束在材料中,磁通是平行於材料表面的,幾乎沒有磁感應線從表面穿出,被檢表面沒有磁場。但當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變化會使磁導率發生變化,由於缺陷的磁導率很小,磁阻很大,使磁路中的磁通發生畸變,磁感應線會改變途徑,除了一部分磁通直接通過缺陷或在材料內部繞過缺陷外,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入材料,在材料表面缺陷處形成漏磁場。如果採用磁粉檢測漏磁通的方法稱為磁粉檢測法,而採用磁敏感測器檢測則稱為漏磁檢測法。
採用漏磁探傷的過程是:首先對被檢鐵磁性材料進行磁化;然後測量其漏磁場訊號,通過分析判斷,給出檢測結果;最後根據實際情況選擇退磁與否。漏磁檢測只限於檢測鐵磁性材料,主要是鐵磁性材料的表面及近表面的檢測。該方法具有探頭結構簡單、易於實現自動化、無汙染、檢測靈敏度高、不需要耦合劑、檢測時一般不需要對錶面進行清洗處理、可以實現缺陷的初步量化等特點。
國外對漏磁檢測技術的研究很早,Zuschlug於1933年首先提出應用磁敏感測器測量漏磁場的思想,但直至1947年Hastings設計了第一套漏磁檢測系統,漏磁檢測才開始受到普遍的承認。20世紀50年代,西德Forster研製出產品化的漏磁探傷裝置。1965年,美國TubecopeVetco國際公司採用漏磁檢測裝置Linalog首次進行了管內檢測,開發了Wellcheck井口探測系統,能可靠地探測到管材內外徑上的腐蝕坑、橫向傷痕和其它型別的缺陷。1973年,英國天然氣公司採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,壁厚測量結合超聲技術進行,提供完整的現場探傷。
對於缺陷漏磁場的計算始於1966年,Shcherinin和Zatsepin兩人採用磁偶極子模型計算表面開口的無限長裂紋,前蘇聯也於同年發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狀缺陷、淺裂紋和深裂縫。之後,蘇、日、美、德、英等國相繼對這一領域開展研究,形成了兩大學派,主要為研究磁偶極子法和有限元法兩大學派。Shcherbinnin和Poshagin用磁偶極子模型計算了有限長表面開口裂紋的磁場分佈。1975年,Hwang和Lord採用有限元方法對漏磁場進行分析,首次把材料內部場強和磁導率與漏磁場幅值聯絡起來。Atherton把管壁坑狀缺陷漏磁場的計算和實驗測量結果聯絡起來,得到了較為一致的結論。Edwards和Palaer推出了有限長開口裂紋的三維表示式,從中得出當材料的相對磁導率遠大於缺陷深寬比時,漏磁場強度與缺陷深度呈近似線性關係的結論。
我國從90年代初對漏磁檢測技術進行了研究,於2002年研製出管道和鋼板腐蝕漏磁檢測儀,其總體技術水平落後於歐美等已開發國家。近年來,在國內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。
國內研究漏磁檢測技術的高校主要有清華大學、華中科技大學、上海交通大學、瀋陽工業大學等。其中華中科技大學的楊叔子、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感測器的.研製、鋼絲繩的漏磁檢測等方面進行了大量的實驗研究工作,利用ANSYS軟體分析了感測器勵磁裝置的引數對鋼板區域性磁化的影響,設計了相應的漏磁檢測感測器等;清華大學的李路明、黃鬆齡等研究了管道的漏磁探傷,鐵鑄件的漏磁探傷方法,採用有限元分析法研究永磁體幾何引數對管道磁化效果的影響,分析漏磁探傷中各種量之間的數值關係,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;瀋陽工業大學的楊理踐等,研究了基於微控制器控制系統的管道漏磁線上檢測系統,分析了小波包在管道漏磁訊號分析中的應用,通過時域分析理論對管道漏磁訊號進行處理;合肥工業大學的何輔雲對漏磁探傷採用多路缺陷訊號的滑環傳送方法並研製了在役管線漏磁無損檢測裝置;上海交通大學的闕沛文、金建華等對海底管道缺陷漏磁檢測進行研究,通過小波分析對漏磁檢測訊號進行去噪實驗,同時將巨磁阻感測器應用於漏磁檢測系統,研製了適用於輸油、輸氣管道專用漏磁檢測感測器;中原油田鑽井機械儀器研究所開發出了抽油杆井口漏磁無損檢測裝置;軍械工程學院研製的智慧漏磁裂紋檢測儀,能對鋼質構件的表面和內部的裂紋進行定量檢測;中國科學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行了研究,用環電流模型計算了各種矩形槽形狀人工及自然缺陷產生的漏磁場,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論。愛德森公司採用多資訊融合技術研製成集渦流、漏磁、磁記憶、低頻電磁場於一體的行動式檢測儀器,該儀器能同時獲取多種檢測訊號,適用於流動現場的檢測。
目前,漏磁檢測技術理論需要進一步研究開展的工作有:漏磁場訊號與缺陷特徵之間的對應關係;不同型別的缺陷漏磁場理論模型,複合材料的漏磁場形成機理研究等。
2.本課題的任務、重點內容、實現途徑
1)本課題的任務要求
(1)確定儲罐底板漏磁檢測訊號的採集和傳輸方案
(2)進行軟體設計，開展相應的實驗，要求:
具有資料讀取、資料顯示、資料分析等功能
資料採集和資料瀏覽分析2 種模式
2)本課題的重點內容、實現途徑
(1)確定漏磁檢測訊號的採集和傳輸方案
先查詢漏磁檢測感測器的資料,對感測器的原理和優缺點進行分析,根據所選擇的感測器來設計訊號採集電路和傳輸方案。霍爾元件在漏磁檢測中能起到關鍵的作用。並綜合運用A/D轉換電路和訊號預處理電路等進行分析設計。
(2)資料讀取和顯示和分析等應用LABVIEW軟體，要求對此軟體非常的熟悉。
3.完成本課題所需工作條件(如工具書、計算機、實驗、調研等)及解決辦法
1)工作條件
(1)工具書
LABVIEW等相關程式設計資料、書籍。
感測器相關資料、書籍。
各個硬體的相關資料。
Protel軟體指導書籍、資料。
(2)軟體
LABVIEW程式設計軟體。
Protel繪圖軟體。
(3)硬體
計算機
微控制器
相關硬體裝置及元器件
2)解決辦法
(1)工具書可以通過學校圖書館和網上資源獲得。
(2)計算機和相關硬體裝置由老師提供或購買。
3)主要參考文獻
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