CN101281166A

CN101281166A - 一种永磁磁扰动无损检测方法与装置

Info

Publication number: CN101281166A
Application number: CNA2008100476953A
Authority: CN
Inventors: 康宜华; 孙燕华; 邱晨
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2008-10-08

Abstract

本发明公开了一种永磁磁扰动无损检测方法及装置；该方法将永磁体放置在距离被检测导磁构件表面0～100mm处，建立相互磁作场；将漆包铜或铝线环绕在永磁体上，如果漆包铜或铝线捕获到永磁体反馈的磁扰动变化，则被检测导磁构件表面存在缺陷，否则，被检测导磁构件表面不存在缺陷。本发明装置包括永磁体、漆包铜或铝线和信号采集与处理器；漆包铜或铝线环绕在永磁体上，信号采集与处理器由滤波器、放大器以及A/D转换器串联组成。本发明检测方法的检测敏感性与导磁构件表面缺陷的走向无关，可检测全方位的缺陷，且具有检测方法易于实现，对应的检测装置操作方便、结构简单、体重小、造价及能耗低的特点。

Description

一种永磁磁扰动无损检测方法与装置

技术领域

本发明涉及一种无损检测技术，具体涉及一种永磁磁扰动无损检测方法与装置。

背景技术

目前对于导磁构件表面的不连续性检测方法主要有磁粉检测、渗透检测、超声波检测、涡流检测和漏磁检测等。磁粉检测将被检测导磁构件进行磁化后利用剩磁吸引磁粉，再以磁粉的痕迹显示缺陷(GB/T 15822，无损检测磁粉检测)；渗透检测以渗透剂渗入被检测构件表面再观察其回渗以显示缺陷(见GB/T 18851无损检测渗透检测)。上述两种检测方法过程复杂，检测效率底且易受人为操作影响。超声波检测需要耦合介质，检测效率低(见GB/T 5777-1996，无缝钢管超声波探伤检验方法)。涡流检测以电涡流为激励从而反馈出检测信息，其探头在设计时局部构件有非金属材质的要求从而导致探头耐磨性差，且需要信号发生器作为激励装置(见GB/T7735-2004，钢管涡流探伤检验方法)；漏磁检测以缺陷处漏磁场为检测对象，需形成磁化回路装置以及相应的检测探头，且对于不同走向的缺陷需要采取不同的磁化检测装置与扫查方式，导致检测设备体积、重量大、造价高(见GB/T 12606-1999，钢管漏磁探伤方法)。

发明内容

本发明的任务是提供一种永磁磁扰动无损检测方法，该方法用于导磁构件表面全方位缺陷的检测，且易于实现；本发明还提供了实现该方法的装置，该装置具有操作方便、结构简单、体重小、造价及能耗低的特点。

本发明提供的永磁磁扰动无损检测方法，其步骤包括：

第1步、将永磁体放置在距离被检测导磁构件表面0～100mm处，建立相互磁作场；

第2步、将漆包铜或铝线环绕在永磁体上，如果漆包铜或铝线捕获到永磁体反馈的磁扰动变化，则被检测导磁构件表面存在缺陷，否则，被检测导磁构件表面不存在缺陷。

本发明提供的永磁磁扰动无损检测装置，该装置包括永磁体、漆包铜或铝线和信号采集与处理器；漆包铜或铝线环绕在永磁体上，信号采集与处理器由滤波器、放大器以及A/D转换器串联组成，滤波器与漆包铜或铝线相连。

本发明提供的永磁磁扰动检测方法基于磁作用场发生突变时的磁扰动机理，它是由于磁场突变时磁能趋近低势稳态而产生磁场重构而形成的。当永磁体与被检测导磁构件发生磁作用且该构件表面出现不连续性突变时，永磁体由于空间磁场的扰动反馈而自身发生扰动变化，捕获得永磁体的这一扰动变化，便获得导磁构件表面与之对应的不连续性所在。

本发明提供的检测方法的特点是利用磁作用场突变时的磁扰动现象，采用环绕有漆包铜或铝线的永磁体磁作用于被检测导磁构件表面，构件表面不连续性所引起的磁扰动反馈到永磁体并被其上的漆包铜或铝线捕获，随后经过信号处理分析并依此对导磁构件表面不连续性的存在进行判断。

本发明提供的检测方法的实施装置的特点是该装置包括永磁体、漆包铜或铝线和信号采集与处理器；漆包铜或铝线环绕在永磁体上，信号采集与处理器由滤波器、放大器以及A/D转换器串联组成，滤波器与漆包铜或铝线相连。

总之，本发明检测方法基于永磁磁扰动检测机理，检测方法易于实现，且检测敏感性与表面缺陷的走向无关，可检测全方位的微小缺陷(最小裂纹0.3mm宽×0.3mm深×20mm长、最小盲孔Φ0.8mm×2mm深)。本发明提供的具体实施装置，结构简单、体重小、易于操作且能耗低。

附图说明

图1为本发明检测方法原理示意图；

图2为本发明检测方法的实施示意图；

图3为本发明检测方法的实施装置示意图；

图4为本发明所检测的全方位裂纹示意图；

图5a为本发明检测0.3mm宽×0.3mm深×20mm长裂纹的信号波形图(垂直与裂纹走向扫查)；

图5b为本发明检测0.3mm宽×0.3mm深×20mm长裂纹的信号波形图(平行于裂纹走向扫查)；

图5c为本发明检测0.3mm宽×0.3mm深×20mm长裂纹的信号波形图(与裂纹成45°夹角走向扫查)；

图5d为本发明检测Φ0.8mm×2mm深盲孔的信号波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明检测方法原理为：将永磁体1与导磁构件2表面磁相互作用，当构件2表面发生不连续性突变时，空间磁场会产生重构也即磁扰动且反馈到永磁体1，捕获得永磁体1的磁扰动变化，便获得导磁构件表面与之对应的不连续性信息所在。

如图2所示，本发明提供的永磁磁扰动检测方法，其主要实施步骤为：

(1)、将永磁体1放置在距离被检测导磁构件2表面0～100mm处，建立相互磁作场；

(2)、将漆包铜或铝线3环绕在永磁体1上，如果漆包铜或铝线3捕获到永磁体1反馈的磁扰动变化，则被检测导磁构件2表面存在缺陷，否则，被检测导磁构件2表面不存在缺陷。

在上述实施过程中，永磁体1与被检测导磁构件2表面所形成夹角α在α＝90°时效果最佳。

本发明提供的检测方法的实施装置，该装置包括永磁体1、漆包铜或铝线3和信号采集与处理器4。漆包铜或铝线3环绕在永磁体1上，其轴心线与永磁体1的N-S极线l平行，匝数为10～1000；信号采集与处理器4由滤波器5、放大器6以及A/D转换器7串联组成，与漆包铜或铝线3相连。工作时，将永磁体1放置在距离被检测导磁构件表面L为0～100mm处，漆包铜或铝线3环绕在永磁体1上；信号采集与处理器3采集漆包铜或铝线3的磁扰动变化信息，随后依次经过滤波5、放大器6、A/D转换器7后进入到计算机。

检测时，永磁体1与被检测导磁构件2的扫查相对姿态夹角α可达范围为：0≤α≤180°，检测扫查姿态在α＝90°时效果最佳。

如图4所示，对于在导磁构件2表面上的缺陷8，当与扫描方向夹角β在0°≤β≤360°变化时为全方位走向缺陷。永磁磁扰动检测探头5扫查方向沿l′线，当β＝0°时，永磁扰动检测探头5垂直与缺陷7扫查，当β＝90°时，永磁磁扰动检测探头5平行于缺陷8扫查。永磁磁扰动检测探头5可检测出全方位走向的缺陷8。

图5a为采用本发明装置垂直于0.3mm宽×0.3mm深×20mm长的裂纹长度方向扫查检测所获得的信号波形图(往复扫查3次)。

图5b为采用本发明装置平行于0.3mm宽×0.3mm深×20mm长的裂纹长度方向扫查检测所获得的信号波形图(往复扫查3次)。

图5c为采用本发明装置与0.3mm宽×0.3mm深×20mm长的裂纹长度分昂向成45°走向夹角扫查检测所获得的信号波形图(往复扫查3次)。

图5d为采用本发明装置检测Φ0.8mm×2mm深盲孔所获得的信号波形图(往复扫查3次)。

上面列举了一个匝数为10～1000的漆包铜(铝)线，本发明的内容并不局限于此，本领域技术人员可根据所公开的内容采用多种方式实现本发明。

Claims

1、一种永磁磁扰动无损检测方法，其步骤为：

2、根据权利要求1所述的永磁磁扰动无损检测方法，其特征在于：所述永磁体与被检测导磁构件表面所形成夹角α为90°。

3、一种永磁磁扰动无损检测装置，其特征在于：该装置包括永磁体(1)、漆包铜或铝线(3)和信号采集与处理器(4)；漆包铜或铝线(3)环绕在永磁体(1)上，信号采集与处理器(4)由滤波器(5)、放大器(6)以及A/D转换器(7)串联组成，滤波器(5)与漆包铜或铝线(3)相连。