[发明专利]一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法

权利要求书

1.一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：根据真实环境下的实际测量装置建立三维静态模型；

步骤2：对三维静态模型进行模型或网格优化；

步骤3：针对模型或网格优化整个过程建立自动建模脚本；

步骤4：选择合适的空隙；

步骤5：计算磁铁矫顽力修正系数，根据选择的合适空隙和磁铁矫顽力修正系数建立修正后的三维静态模型；

步骤6：对修正后的三维静态模型进行三维瞬态模型需求配置以得到三维瞬态模型并利用该模型进行管道漏磁检测仿真；

所述步骤1中的三维静态模型的磁路方程为：

F＝φ(R_m+2R_g+R₁+R₂+R_p||R_c)

式中，F表示检测器的两个永磁铁之间的磁动势，φ表示通过管道的磁通，R_m表示检测器的钢刷、背铁和磁铁的总磁阻，R_g表示钢刷与管道管壁之间空气间隙的磁阻，R₁、R₂、R_p和R_c分别表示2段管道管壁、缺陷和缺陷旁管壁的磁阻；

所述步骤4具体包括：预先改变钢刷于管道空隙大小，通过建模计算后分析三维静态模型下网格规模与钢刷于管道空隙的关系以选择得到合适的空隙。

2.根据权利要求1所述的一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，所述步骤1中的三维静态模型的磁动势增加系数为：

式中，k表示磁动势增加系数，S表示钢刷横截面积，l表示气隙长度。

3.根据权利要求1所述的一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，所述的步骤1具体包括：在有限元分析软件中，根据真实测试环境情况，针对检测器按照真实尺寸建立对应三维静态模型，针对待测管道按照检测器总长度的设定倍数建立对应三维静态模型。

4.根据权利要求3所述的一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，所述检测器由永磁铁、轭铁、钢刷及相关导磁部件组成，所述待测管道的设定倍数为所述检测器的最大长度的5倍～10倍。

5.根据权利要求1所述的一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，所述的步骤2包括以下分步骤：

步骤21：在三维静态模型中的待测管道上建立管道加密区；

步骤22：在管道加密区内建立缺陷附近加密区；

步骤23：在缺陷附近加密区中建立缺陷；

步骤24：针对缺陷信号提取点附近建立辅助部件。

6.根据权利要求1所述的一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，所述步骤3中的自动建模脚本的定义参数包括：缺陷长度、缺陷宽度、缺陷深度、钢刷于管道空隙、磁铁矫顽力、磁铁矫顽力修正系数和磁化器整体偏移量。

7.根据权利要求1所述的一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，所述步骤5中的磁铁矫顽力修正系数的计算过程包括以下分步骤：

步骤51：建立设定表配置的三个模型并逐个获取各个模型下的磁铁矫顽力修正系数和径向漏磁场峰峰值；

步骤52：根据各个模型下的磁铁矫顽力修正系数和径向漏磁场峰峰值通过插值法得到磁铁矫顽力修正系数。

8.根据权利要求1所述的一种用于管道漏磁检测的三维瞬态仿真方法，其特征在于，所述步骤6中的三维瞬态模型需求配置的建立过程包括以下分步骤：

步骤61：建立三维瞬态模型需求配置中作为运动域的空气域中包裹住检测器的部分空间并配置运动域的相关参数；

步骤62：配置三维瞬态模型需求配置中的瞬态计算时间步长和时间范围。