CN108037179A - 基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法 - Google Patents

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张东来
晏小兰
张年
朱雪丽
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Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields

Abstract

本发明提供了一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，包括同轴设置的第一磁环和第二磁环，所述第一磁环、第二磁环之间设有磁敏元件安装空间，所述磁敏元件安装空间内设有磁敏元件，所述第一磁环位于所述磁敏元件安装空间一端的极性与所述第二磁环位于所述磁敏元件安装空间一端的极性相同。本发明的有益效果是:简化充磁的同时，省去了磁轭的使用，整个检测装置更加小巧、轻便。

Description

基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及检测装置，尤其涉及一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法。
背景技术
钢丝绳或管道常用无损检测方法主要包括：涡流检测、射线检测、光学检测、声学检测以及电磁检测，电磁检测因其检测装置简单，检测传感器种类多，具有一定抗干扰能力等有点被广泛应用。
目前钢丝绳或管道无损检测的励磁大多采用磁铁加磁轭的结构作为对被测构件进行励磁，采用磁敏元件拾取缺陷的电磁信号，实现钢丝绳或管道无损检测。磁轭的使用增加了检测探头重量的同时也增大了探头体积，并且由于钢丝绳或管道为棒状结构，为实现较好的励磁效果，需要弧形磁铁且径向充磁，对充磁有一定要求，充磁的难度较高。
因此，如何省去磁轭的使用，并且，降低充磁的难度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法。
本发明提供了一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，包括同轴设置的第一磁环和第二磁环，所述第一磁环、第二磁环之间设有磁敏元件安装空间，所述磁敏元件安装空间内设有磁敏元件，所述第一磁环位于所述磁敏元件安装空间一端的极性与所述第二磁环位于所述磁敏元件安装空间一端的极性相同。
作为本发明的进一步改进，所述第一磁环、第二磁环的充磁方向为轴向。
作为本发明的进一步改进，所述磁敏元件位于所述第一磁环、第二磁环之间的中心位置。
作为本发明的进一步改进，所述磁敏元件为霍尔传感器、隧道磁电阻效应传感器、巨磁电阻传感器、各向异性磁电阻、线圈中的任意一种或其任意组合。
作为本发明的进一步改进，所述磁敏元件为沿所述第一磁环、第二磁环的周向阵列式布置。
作为本发明的进一步改进，所述第一磁环为整体式或者分体式，所述第二磁环为整体式或者分体式。
作为本发明的进一步改进，所述铁磁性构件无损检测装置还包括导磁性外壳，所述第一磁环、第二磁环设置在所述导磁性外壳之内。
作为本发明的进一步改进，所述铁磁性构件无损检测装置不设置磁轭。
本发明还提供了一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置的检测方法，采用如上述任一项所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，将铁磁性细长构件穿在所述第一磁环、第二磁环上，对铁磁性细长构件进行无损检测。
本发明的有益效果是：简化充磁的同时，省去了磁轭的使用，整个检测装置更加小巧、轻便。
附图说明
图1是本发明一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置的示意图。
图2是本发明一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置的检测结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，包括同轴设置的第一磁环1和第二磁环2，所述第一磁环1、第二磁环2之间设有磁敏元件安装空间，所述磁敏元件安装空间内设有磁敏元件3，所述第一磁环1位于所述磁敏元件安装空间一端的极性与所述第二磁环2位于所述磁敏元件安装空间一端的极性相同。
如图1所示，所述第一磁环1、第二磁环2的充磁方向为轴向。
如图1所示，所述磁敏元件3位于所述第一磁环1、第二磁环2之间的中心位置。
如图1所示，所述磁敏元件3为霍尔传感器、隧道磁电阻效应传感器、巨磁电阻传感器、各向异性磁电阻、线圈中的任意一种或其任意组合。
如图1所示，所述磁敏元件3为沿所述第一磁环、第二磁环的周向阵列式布置。
如图1所示，所述第一磁环1为整体式或者分体式，所述第二磁环2为整体式或者分体式。
如图1所示，所述铁磁性构件无损检测装置还包括导磁性外壳，所述第一磁环1、第二磁环2设置在所述导磁性外壳之内。
如图1所示，所述铁磁性构件无损检测装置不设置磁轭。
本发明还提供了一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置的检测方法，采用如上述任一项所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，将铁磁性细长构件4穿在所述第一磁环1、第二磁环2上，对铁磁性细长构件4进行无损检测。
本发明提供的一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法，第一磁环1、第二磁环2的充磁方向为轴向，即沿铁磁性细长构件4的长度方向充磁，即第一磁环1、第二磁环2的厚度方向充磁，为便于安装和现场检测应用，第一磁环1、第二磁环2可采用分体式结构，如两个半圆环体。第一磁环1、第二磁环2放置时，内侧极性一致, 第一磁环1、第二磁环2之间的的极性相同，都是N极或者都是S极，实现挤磁效应，有利于缺陷检测。磁敏元件3可采用霍尔传感器Hall、隧道磁电阻效应传感器TMR、巨磁电阻传感器GMR、各向异性磁电阻AMR、线圈等。磁敏元件3需放置在第一磁环1、第二磁环2的中心位置，检测方向以保证磁敏元件3不饱和为原则，磁敏元件3可采用多个组成阵列式结构沿铁磁性细长构件4周向放置，以提高检测精度。在不影响磁敏元件3放置的前提下，尽量减小第一磁环1、第二磁环2的间距，以提高检测信噪比。检测结构外壳采用导磁性材料，可进一步减小外界磁场的干扰，提高检测信噪比。通过对磁敏元件3得到的检测信号做数据处理后，可实现铁磁性细长构件4的无损检测。
图2是采用上述检测方法对有7处损伤的钢棒检测结果，从检测波形可以看出，缺陷信噪比高，分辨率好，可以准确的对缺陷进行检测。
本发明提供的一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法具有以下优点：
1、磁铁（即第一磁环1、第二磁环2）充磁方向为沿被测构件（即铁磁性细长构件4）长度方向，即磁铁的厚度方向，充磁简单，难度较低；
2、无需磁轭，减轻了励磁结构的体积和重量，有利于轻量化和小型化设计；
3、为便于安装和现场检测应用，磁铁可采用分体式结构；
4、两侧磁铁的内侧极性一致，实现挤磁效应，有利于缺陷检测；
5、在不影响磁敏元件3放置的前提下，磁铁内侧间距尽量小；
6、磁敏元件3采用阵列式沿被测构件周向排列，全面提取缺陷漏磁信号，有利于被测构件缺陷判别；
7、采用导磁性材料作为检测装置的外壳，可进一步减小外界磁场的干扰，提高检测信噪比；
8、通过对磁敏元件3做信号处理，可实现细长构件无损检测；
通过以上几点，简化充磁结构的同时，省去了磁轭的使用，整个检测装置更加小巧、轻便，实现细长构件无损检测。
本发明提供的一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法，适用于铁磁性细长构件的无损检测，尤其适用于钢丝绳、管道的无损检测。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：包括同轴设置的第一磁环和第二磁环，所述第一磁环、第二磁环之间设有磁敏元件安装空间，所述磁敏元件安装空间内设有磁敏元件，所述第一磁环位于所述磁敏元件安装空间一端的极性与所述第二磁环位于所述磁敏元件安装空间一端的极性相同。
2.根据权利要求1所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：所述第一磁环、第二磁环的充磁方向为轴向。
3.根据权利要求1所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：所述磁敏元件位于所述第一磁环、第二磁环之间的中心位置。
4.根据权利要求1所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：所述磁敏元件为霍尔传感器、隧道磁电阻效应传感器、巨磁电阻传感器、各向异性磁电阻、线圈中的任意一种或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：所述磁敏元件为沿所述第一磁环、第二磁环的周向阵列式布置。
6.根据权利要求1所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：所述第一磁环为整体式或者分体式，所述第二磁环为整体式或者分体式。
7.根据权利要求1所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：所述铁磁性构件无损检测装置还包括导磁性外壳，所述第一磁环、第二磁环设置在所述导磁性外壳之内。
8.根据权利要求1所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，其特征在于：所述铁磁性构件无损检测装置不设置磁轭。
9.一种基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置的检测方法，其特征在于：采用如权利要求1至8任一项所述的基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置，将铁磁性细长构件穿在所述第一磁环、第二磁环上，对铁磁性细长构件进行无损检测。
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