管道运输作为石油、天然气、化工领域输送能源的重要方式,对管道缺陷进行诊断与评估变得日益重要。漏磁探伤是当前发展比较成熟的管道无损检测技术,经常使用的磁场传感器有感应线圈、磁敏二极管、霍尔元件等,但在实际使用中这些传感器均存在安全性不够高、应用范围窄、灵敏度不高的问题。本文提出一种基于光纤微弱磁场传感的管道缺陷漏磁检测方法,采用高灵敏度光纤磁场传感器,结合漏磁探伤机理,实现油气管道缺陷的高分辨率检测,具有安全可靠、灵敏度高、实时在线、永久性监测等特点。本文围绕光纤漏磁缺陷检测技术展开研究,其内容如下:1.采用有限元法对管道缺陷漏磁特性进行数值仿真研究。利用Maxwell方程组和电磁场微分方程相结合的方式,得到了电磁场有限元分析的表达式,基于Ansoft有限元分析软件,建立了管道漏磁检测三维模型,仿真计算了存在缺陷时管壁的磁通密度分布特性,为光纤微弱磁场传感器的设计奠定基础。2.依据磁致伸缩效应原理,设计制作了一种全光纤结构的光纤微弱磁场传感器,阐述本课题所采用的光纤光栅F-P腔微弱磁场传感器的系统组成及工作原理。光纤微弱磁场传感器采用光纤光栅F-P腔结构、超磁致伸缩材料,结合光相干解调实现磁场的高灵敏度探测;设计制作的光纤微弱磁场传感器探测灵敏度达到1.57rad/μT,保证了管道缺陷漏磁的高灵敏探测。3.开展了基于光纤传感漏磁检测系统设计。选定实验方案,确定检测系统的整体结构,设计制作出缺陷检测装置的磁化结构和数据采集结构,对磁路进行优化设计,搭建了光纤漏磁缺陷检测简易实验系统。4.实验研究缺陷的几何参数与漏磁场信号波形幅值的关系,分析了传感器探头提离高度和磁极间距两个重要因素对漏磁场信号的影响以及相邻缺陷之间漏磁场的相互影响。实验结果表明:本检测系统能检测出最小直径为2mm的孔状缺陷;在传感器探头提离高度高于4mm时,能分辨出直径为2mm的两相邻孔状缺陷中心点间的极值距离为10mm。5.研究了识别检测缺陷特征的主成分分析法,利用MATLAB软件操作平台,基于小波变化、经典模态分解等常用特征提取方法设计新的算法实现对异常数据的特征提取并分析,根据分析结果,采用基于RBF神经网络直接反演方法,初步完成漏磁检测信号的量化识别过程。