CN105304264A - 一种铁磁性细长构件的退磁方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁磁性细长构件的退磁方法及装置，该方法利用永久磁铁在构件拟退磁区域沿构件往复运动，每次往复运动时均反转布置永久磁铁磁极方向，且增大永久磁铁距离构件表面的提离；重复往复移动永久磁铁直至其距构件提离足够大，以使得构件中的剩磁衰减为零，从而完成构件的退磁。该退磁装置包括磁铁组件、运动组件和提离组件，磁铁组件用于产生退磁用磁场，运动组件用于实现磁铁组件的往复运动，提离组件用于调节磁铁组件相对于细长构件的提离。本发明无需复杂的进给装置，操作方便，结构简单，退磁效果好，可用于钢棒、钢丝绳、缆索等铁磁性构件剩余磁场的退磁。
Description
技术领域
本发明属于铁磁构件电磁无损检测领域，更具体地，涉及一种铁磁性细长构件的退磁方法及装置。
背景技术
磁性无损检测广泛应用于铁磁性构件裂纹、腐蚀、应力的检测。磁性检测时，需对构件进行磁化，检测完成后构件中难免存在剩磁；剩磁可能会影响下一次检测结果，影响仪器仪表的工作精度，还可能造成电焊时磁偏吹。因此，对磁性检测后的铁磁构件，尤其是铁磁性细长构件进行退磁是非常必要的。
目前常用的铁磁构件退磁方法主要有加热退磁、交流退磁、直流退磁和交直流复合退磁四种。其中，加热退磁是将磁铁构件加热到构件的居里温度以上，然后放置在无外磁场的环境中缓慢冷却，使得构件中的磁畴重新自由取向分布来对构件进行退磁，而实际中对于钢棒、钢丝绳等细长铁磁构件加热较困难，采用该方法进行退磁存在操作不便等问题；而交流退磁、直流退磁和交直流复合退磁多采用通电线圈产生退磁磁场，需要特定的交直流电源及换向电路，且一般采用将铁磁细长构件沿线圈轴线方向通过线圈的方式对铁磁细长构件进行整体退磁，需要相应的进给机构及配套装置，装置整体结构复杂、操作不便，且成本较高。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种铁磁性细长构件的退磁方法，其中结合铁磁性细长构件的特点，采用永久磁铁提供退磁用磁场，并采用移动磁铁方式对构件进行整体退磁，该方法简易有效，易于实现；本发明还提供了实现该方法的装置，该装置无需线圈通电退磁，结构简单，操作方便。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种铁磁性细长构件的退磁方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)根据待退磁的铁磁性细长构件选取用于提供磁场的永久磁铁，确定该永久磁铁距离所述构件表面的提离值L，以该提离值L将所述永久磁铁布置在所述构件拟退磁区域的a端部；
2)保持提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁至拟退磁区域的b端部，在移动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的与构件中剩余磁场方向相反的磁场；
3)将所述永久磁铁水平旋转180°，然后增大所述永久磁铁与构件之间的提离值，保持该增大后的提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁从所述b端部至所述a端部，在移动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的磁场，其中，该磁场的幅值小于上一步骤中磁场的幅值，并且方向相反；
4)将所述永久磁铁水平旋转180°，然后继续增大所述永久磁铁与构件之间的提离值，保持该继续增大后的提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁从所述a端部至所述b端部，在运动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的磁场，其中，该磁场的幅值小于步骤3)中所述磁场的幅值，并且方向相反；
5)重复步骤3)和4)，直至在所述构件中产生的磁场近似为零，以此方式，完成铁磁性细长构件的退磁。
按照本发明的另一方面，提供了一种用于实现所述退磁方法的退磁装置，其特征在于，该退磁装置包括磁铁组件、运动组件和提离组件，其中：
所述磁铁组件包括永久磁铁、磁铁盒和紧固板，所述紧固板通过紧固螺钉将所述永久磁铁封装在所述磁铁盒中；
所述运动组件用于实现所述磁铁组件沿着所述细长构件的轴向移动，以使所述永久磁铁在所述构件中产生与构件中剩余磁场方向相反的磁场；其包括运动轮架和运动轮，所述运动轮通过销轴安装在所述运动轮架的底部；
所述提离组件用于实现所述磁铁组件相对于所述细长构件的提离距离的调节，其包括提离调节螺栓和提离调节螺母，所述提离调节螺栓依次穿过所述紧固板和运动轮架，并与所述提离调节螺母螺纹连接，以此将所述磁铁组件安装在所述运动组件上。
作为进一步优选的，所述紧固板和永久磁铁之间设置有定位板，该定位板用于限制所述永久磁铁在所述磁铁盒中的位置。
作为进一步优选的，所述磁铁盒、定位板、紧固板、紧固螺钉均采用不导磁材料制作。
作为进一步优选的，所述提离调节螺栓、提离调节螺母、运动轮、销轴及运动轮架均采用不导磁材料制作。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明采用永久磁铁对构件进行退磁，而不是采用通电线圈产生退磁磁场，无需交直流电源和换向电路，对铁磁构件进行退磁时，利用永久磁铁产生顺序反转递减磁场进行退磁，无需复杂的进给装置，结构简单，操作方便，可方便地实现铁磁性细长构件的退磁，退磁效果好，可用于钢棒、钢丝绳、缆索等铁磁性构件剩余磁场的退磁。
2.本发明采用移动磁铁的方式，而不是移动铁磁构件的方式对构件进行整体退磁，永久磁铁对铁磁性细长构件退磁时，永久磁铁在构件拟退磁区域沿构件往复运动，每次往复运动时均反转布置永久磁铁磁极方向，且增大永久磁铁距离构件表面的提离，以产生用以消除铁磁细长构件剩磁的退磁用磁场，在顺序反转递减磁场作用下，构件中的剩磁逐步衰减，接近于零，本发明简易有效，易于实现
附图说明
图1是本发明的铁磁性细长构件退磁装置的结构示意图；
图2是本发明的铁磁性细长构件退磁时永久磁铁往复运动轨迹图；
图3是本发明的铁磁性细长构件退磁时构件内部磁场及磁感应强度变化示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明的一种用于实现铁磁性细长构件的退磁方法的退磁装置，其主要包括磁铁组件、运动组件和提离组件，通过上述组件的配合，实现铁磁性细长构件的退磁，具有结构简单，操作方便的优点。
下面将对本发明的关键组件逐一进行更为具体的说明。
作为本发明的关键组件之一，磁铁组件包括永久磁铁9、磁铁盒10和紧固板3，永久磁铁9放置在磁铁盒10中，紧固板3通过紧固螺钉4与磁铁盒10螺纹连接，从而将永久磁铁9封装在磁铁盒10中，永久磁铁9的磁极方向与构件中剩余磁场方向平行。
进一步的，紧固板3和永久磁铁9之间设置有定位板8，该定位板8用于限制永久磁铁9在磁铁盒10中的位置。
作为本发明的另一关键组件，运动组件用于实现磁铁组件沿着细长构件的轴向移动，以使永久磁铁9在构件11中产生与构件中剩余磁场方向相反的磁场；其包括运动轮架5和运动轮6，运动轮架5底端安装有销轴7，运动轮6套接在销轴7上，从而方便永久磁铁9沿构件11的轴向往复运动，完成对构件的整体退磁，运动轮架5与紧固板3之间有一定空间以调节永久磁铁9与构件11之间的提离。
作为本发明的另一关键组件，提离组件用于实现磁铁组件相对于细长构件的提离距离的调节，其包括提离调节螺栓2和提离调节螺母1，提离调节螺栓2依次穿过紧固板3、运动轮架5上的通孔与提离调节螺母1螺纹连接，拧动调节螺母可控制永久磁铁9远离或接近构件11，从而实现永久磁铁9到构件11提离的调节，从图1的俯视方向看，顺时针转动提离调节螺母1可增大永久磁铁9与构件11之间的提离，逆时针转动提离调节螺母1可减小永久磁铁9与构件11之间的提离。
更为具体的，磁铁盒10、定位板8、紧固板3、紧固螺钉4均采用不导磁材料制作，提离调节螺栓2、提离调节螺母1、运动轮6、销轴7及运动轮架5均采用不导磁材料制作。
下面将具体解释本发明的一种铁磁性细长构件的退磁方法，其具体包括如下步骤：
1)根据待退磁的铁磁性细长构件选取用于提供磁场的永久磁铁，确定该永久磁铁距离所述构件表面的提离值L，以该提离值L将所述永久磁铁布置在所述构件拟退磁区域的a端部；
2)保持提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁至拟退磁区域的b端部，在移动过程中，永久磁铁在构件各部分均产生一个先增大再减小到0的与构件中剩余磁场方向相反的磁场；
3)将永久磁铁水平旋转180°，然后增大所述永久磁铁与构件之间的提离值，保持该增大后的提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁从所述b端部至所述a端部，在移动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的磁场，其中，该磁场的幅值小于上一步骤中磁场的幅值，并且方向相反；
4)将永久磁铁水平旋转180°，然后继续增大所述永久磁铁与构件之间的提离值，保持该继续增大后的提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁从所述a端部至所述b端部，在运动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的磁场，其中，该磁场的幅值小于步骤3)中所述磁场的幅值，并且方向相反；
5)重复步骤3)和4)，直至所述永久磁铁距所述构件的提离值足够大，在所述构件中产生的磁场近似为零，以此方式，完成铁磁性细长构件的退磁。
以下为本发明的退磁方法的具体实施例：
本实施例采用三根外径20mm、长1m的钢棒作为退磁对象，分别测量退磁前钢棒a、b端部的轴向剩余磁感应强度，及利用本发明所述的方法退磁后钢棒a、b端部的轴向剩余磁感应强度，来分析说明本发明所述方法的退磁效果，规定磁感应强度方向向右为正，测量结果如表1所示。
其具体包括如下步骤：
1)根据待退磁的铁磁性细长构件，主要根据构件的剩磁强度、矫顽力及横截面尺寸，来选取用于提供磁场的永久磁铁，确定永久磁铁的性能参数、尺寸参数及磁铁距离构件表面的提离值L，根据构件内部轴向剩磁方向，确定永久磁铁磁极相对构件的配置方向，以在构件中产生与剩磁方向相反的磁场，并以提离值L将永久磁铁放置在构件拟退磁区域的a端部；
2)保持提离值不变，沿构件的轴向移动永久磁铁至拟退磁区域的b端部，在移动过程中，永久磁铁在构件各部分均产生一个先增大到H1再减小到0的与构件中剩余磁场方向相反的磁场；
3)增大永久磁铁与构件之间的提离值至L+△L1，并将其反向布置(即将永久磁铁水平旋转180°)在构件拟退磁区域b端部，保持该增大后的提离值至L+△L1不变，沿构件的轴向移动永久磁铁从b端部至a端部，在移动过程中，永久磁铁在构件各部分均产生一个先增大到H2再减小到0的磁场，其中，磁场H2的幅值小于H1，方向与H1相反；
4)继续增大永久磁铁与构件之间的提离值至L+△L2，并将其反向布置(即将永久磁铁水平旋转180°)在构件拟退磁区域a端部，保持该继续增大后的提离值不变，沿构件的轴向移动永久磁铁从a端部至b端部，在运动过程中，永久磁铁在构件各部分均产生一个先增大到H3再减小到0的磁场，其中，磁场H3的幅值小于H2，方向与H2相反，而与H1相同；
5)继续增大永久磁铁与构件之间的提离值，按步骤3)和4)的原理，重复进行来回退磁，直至永久磁铁距构件提离值L+△Ln-1足够大，以使得在构件中产生的磁场Hn近似为零，此时构件中的剩磁也近似衰减为零，从而完成构件的退磁。
综上所述，利用永久磁铁对铁磁性细长构件退磁时，永久磁铁往复运动轨迹如图2所示，永久磁铁在构件拟退磁区域沿构件轴向往复运动，每次往复运动时均反转布置永久磁铁磁极方向，且增大永久磁铁距离构件表面的提离，以产生用以消除铁磁细长构件剩磁的退磁用磁场，在此磁场作用下，铁磁性细长构件内部磁场及磁感应强度变化如图3所示，在此顺序反转递减磁场作用下，构件中的剩磁逐步衰减，接近于0mT，从而完成构件的退磁。如表1所示，利用本发明所述方法对钢棒进行退磁后，钢棒两端的剩磁衰减较大，退磁后剩磁均小于0.3mT，如此表明本发明所述方法及装置适用于铁磁性细长杆件的退磁。
表1退磁前后钢棒端部剩磁
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种铁磁性细长构件的退磁方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)根据待退磁的铁磁性细长构件选取用于提供磁场的永久磁铁，确定该永久磁铁距离所述构件表面的提离值L，以该提离值L将所述永久磁铁布置在所述构件拟退磁区域的a端部；
2)保持提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁至拟退磁区域的b端部，在移动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的与所述构件中剩余磁场方向相反的磁场；
3)将所述永久磁铁水平旋转180°，然后增大所述永久磁铁与构件之间的提离值，保持该增大后的提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁从所述b端部至所述a端部，在移动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的磁场，其中，该磁场的幅值小于上一步骤中磁场的幅值，并且方向相反；
4)将所述永久磁铁水平旋转180°，然后继续增大所述永久磁铁与构件之间的提离值，保持该继续增大后的提离值不变，沿所述构件的轴向移动所述永久磁铁从所述a端部至所述b端部，在运动过程中，所述永久磁铁在所述构件各部分均产生一个先增大再减小到0的磁场，其中，该磁场的幅值小于步骤3)中所述磁场的幅值，并且方向相反；
5)重复步骤3)和4)，直至在所述构件中产生的磁场近似为零，以此方式，完成铁磁性细长构件的退磁。
2.一种用于实现如权利要求1所述的退磁方法的退磁装置，其特征在于，该退磁装置包括磁铁组件、运动组件和提离组件，其中：
所述磁铁组件包括永久磁铁(9)、磁铁盒(10)和紧固板(3)，所述紧固板(3)通过紧固螺钉(4)将所述永久磁铁(9)封装在所述磁铁盒(10)中；
所述运动组件用于实现所述磁铁组件沿着所述细长构件的轴向移动，以使所述永久磁铁(9)在所述构件(11)中产生与构件中剩余磁场方向相反的磁场，其包括运动轮架(5)和运动轮(6)，所述运动轮(6)通过销轴(7)安装在所述运动轮架(5)的底部；
所述提离组件用于实现所述磁铁组件相对于所述细长构件的提离距离的调节，其包括提离调节螺栓(2)和提离调节螺母(1)，所述提离调节螺栓(2)依次穿过所述紧固板(3)和运动轮架(5)，并与所述提离调节螺母(1)螺纹连接，以此将所述磁铁组件安装在所述运动组件上。
3.如权利要求2所述的退磁装置，其特征在于，所述紧固板(3)和永久磁铁(9)之间设置有定位板(8)，该定位板(8)用于限制所述永久磁铁(9)在所述磁铁盒(10)中的位置。
4.如权利要求2所述的退磁装置，其特征在于，所述磁铁盒(10)、定位板(8)、紧固板(3)、紧固螺钉(4)均采用不导磁材料制作。
5.如权利要求2所述的退磁装置，其特征在于，所述提离调节螺栓(2)、提离调节螺母(1)、运动轮(6)、销轴(7)及运动轮架(5)均采用不导磁材料制作。
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