CN108431591A - 用于检测可磁化物品中的材料中断的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于检测可磁化物品(12)中的材料中断的系统(10)和相关方法，该系统具有包括磁体18和至少一个磁场耦合传感器S的传感器单元(16)。磁体(18)被支撑在铁轨(12)上方一定距离处，使得磁通量线(22)环绕穿过铁轨(12)。磁体(18)的磁场使得位于磁体(18)正下方的铁轨(12)的表面(14)被极化成与磁体(18)的相对极相反的极并且远离磁体(18)的区域被反向极化。耦合传感器S被放置并保持在磁体(18)的活跃磁场中的相对于磁体(18)固定的位置处。耦合传感器S测量铁轨(12)和磁体(18)之间的磁通量耦合。

Description

用于检测可磁化物品中的材料中断的方法和系统

技术领域

本发明公开了用于检测在可磁化物品中的材料中断的方法和系统。所公开的方法和系统的实施例可应用于例如但不限于检测在物品中的断裂或物品的材料组成变化。在一个更具体的应用中，物品可以是铁路轨道的铁轨。

背景技术

申请人已开发出一系列技术来检测铁路轨道中的中断或其它缺陷以及铁轨车轮中的缺陷。这些技术中的一些依赖于对剩余磁场的感测和随后的分析。在申请人的公布号为US2013/0113472的公开文件中描述了一个示例。该美国公开文件描述了裂纹深度磁性检测的方法。其测量铁路轨道的铁轨长度的剩余磁场漏磁，并且通过将该测量结果与先前的经验测量结果进行比较使得能够预测裂纹的深度。利用这种方法的装备已成功商业化。

当前公开的系统和方法是材料中断磁性检测领域中进一步研究和开发的结果。

以上对背景技术的引用并不构成对该技术形成本领域普通技术人员的公知常识的一部分的承认。另外，以上对背景技术的引用并非旨在限制本文所公开的方法和系统的应用。

发明内容

在第一方面中，公开检测可磁化物品中的材料中断的方法，包括：

使磁体沿物品横移，使得来自磁体的活跃磁场的磁通量线环绕穿过物品并且使磁体与物品磁性耦合；

将至少一个磁场耦合传感器放置在相对于磁体固定的位置处并在磁体的活跃磁场中，其中，至少一个耦合传感器与磁体一起沿物品横移，以对磁体和物品之间的磁性耦合进行采样；以及

分析在磁体横移期间针对磁性耦合的变化的活跃磁场中所测量的磁性耦合，并且利用磁性耦合的变化来检测物品中的中断。

在一个实施例中，分析信息包括确定中断的尺寸。

在一个实施例中，至少一个耦合传感器被布置成至少感测环绕穿过物品的磁通量的方向。

在一个实施例中，至少一个耦合传感器被布置成至少感测环绕穿过物品的磁通量的密度。

在一个实施例中，物品是用于铁路运输车辆的铁轨。在任何可替代的实施例中，物品是用于铁路运输车辆的车轮。

在一个实施例中，方法包括：在从一个或多个耦合传感器获取磁性耦合样本的同时，沿铁轨获取磁场的纵向样本；

在获取样本的时刻之间，使磁体、耦合传感器以及位移传感器以相对于彼此固定的并列方式沿物品移动；以及

使用来自位移传感器的样本来提供磁体在连续采样时刻之间沿物品的位移的估计。

在一个实施例中，使用来自位移传感器的样本提供磁体的位移的估计包括：交叉相关在连续采样时刻对从位移传感器获取的样本。

在一个实施例中，方法包括：将来自耦合传感器和位移传感器的样本进行组合，以提供位移域中的跨过中断的磁场耦合的表征。

在第二方面中，公开了一种用于检测可磁化物品中的材料中断的系统，其包括：

磁体，该磁体能够沿物品横移，使得来自磁体的活跃磁场的磁通量线环绕穿过物品并且使磁体与物品磁性耦合；以及

至少一个磁场传感器，该至少一个磁场传感器位于相对于磁体固定的位置处并且位于磁体的活跃磁场中，其中，至少一个传感器与磁体一起沿物品横移并且被布置用于测量磁体和物品之间的磁性耦合。

在一个实施例中，系统另外包括磁通量分析系统，该磁通量分析系统被布置成分析与由至少一个传感器提供的磁通量有关的信息，以提供穿透表面的中断的特征结构的表征。

在一个实施例中，至少一个磁场耦合传感器是多个耦合传感器中的一个，该多个耦合传感器被布置成在横向于磁体沿物品的横移方向的方向上的阵列。

在一个实施例中，系统包括位移传感器，该位移传感器在从一个或多个耦合传感器获取磁性耦合样本的同时，在沿铁轨纵向间隔开的多个位置处获取磁场的样本。

在第三方面中，公开了估计相对于物品的磁场响应的空间位移的方法，包括：

以已知的采样频率获取物品和磁体之间的磁场耦合的多个样本，其中，能够移动磁体在物品的长度的方向上横移，并且其中，在沿物品的长度的方向彼此间隔开的多个位置中的每个处同时获取多个样本；

在连续采样时刻之间的时间段内，使磁体和能够获取样本的设备以彼此固定的空间关系沿物品移动；

处理所获取的多个样本以提供磁体在连续采样时刻之间沿物品的位移的估计。

在第四方面中，公开了便于在铁磁物品中的材料中断的表征的方法，包括：

向物品施加磁场；

以已知的采样频率获取磁体和物品之间的磁场耦合的多个样本；

在连续采样时刻之间的时间段内，以彼此固定的空间关系沿物品移动能够施加磁场的设备并获取样本；

处理所获取的多个样本以提供设备在连续采样时刻之间沿物品的位移的估计；

使用位移的估计以便于物品中特征结构的表征。

在一个实施例中，获取磁场耦合的多个样本包括：在沿物品的运动方向彼此间隔开的多个位置中的每个处获取第一多个样本；以及在沿横向于物品的运动方向彼此间隔开的多个位置中的每个处获取第二多个样本。

在一个实施例中，处理所获取的多个样本以提供位移的估计包括：交叉相关在连续采样时刻从多个位置获取的样本，其中，这些多个位置是沿物品的长度方向或物品的运动方向彼此间隔开的。

在第五方面中，公开了检测铁路轨道中的断裂的方法，该方法包括：

获取在磁体和铁路轨道中的铁轨之间的磁场耦合的一个或多个样本，以便于估计铁轨中裂纹的深度；

沿铁轨同时获取磁场耦合的纵向样本；

在获取样本的时刻之间，沿铁轨移动能够获取样本的设备；

使用纵向样本提供设备在连续采样时刻之间沿铁轨的位移的估计，以便于估计裂纹的宽度；以及

处理深度估计和宽度估计，以使得穿透表面的特征结构能够被表征为包括在铁轨中的断裂的多个特征结构中的一个。

在第六方面中，公开了一种用于估计沿可磁化物品相对于缺陷的空间位移的系统，其中，该缺陷足以引起与物品耦合的活跃磁场的自然极化边界内的可检测的变化，该系统包括：

设备，该设备支撑磁场测量系统，该磁场测量系统被布置成用于在已知的采样频率的每个采样时刻感测多个在物品的长度方向上间隔开的位置处的磁场强度，该设备能够沿物品在长度方向上移动；

处理器，该处理器被布置成用于在连续采样时刻处理在多个位置处所测量的磁场强度，以提供设备在每个采样时刻沿物品的在缺陷附近的位移的估计。

附图说明

尽管任何其它形式可落入如发明内容中所阐述的系统和方法的范围内，但现在将参照附图仅以示例的方式描述具体实施例，在附图中：

图1是所公开的系统的一部分的示意图，该系统用于检测不含任何材料中断的可磁化物品的一部分中的材料中断；

图2是图1所示的针对包括材料中断的可磁化物品的一部分的所公开的系统的示意图；

图3是由系统在横移具有和不具有材料中断的可磁化物品的一部分时产生的信号的示图；

图4是平面图形式的所公开系统的第二实施例的示意图；

图5是所公开系统的第三实施例的示意图，该系统包含用于测量/估计空间位移的系统和方法；

图6示出了来自沿物品的方向延伸的传感器阵列的可能信号，该传感器阵列是在图5中所示的系统的实施例的用于空间位移测量/估计的系统和方法中所用的；

图7示出了来自在图4中所示的传感器阵列中的每个传感器的磁通量特征；

图8a至图8d提供了将基于时间的样本转换为对应的位移信息的过程的图形表示；

图9示出显示使用图6所示的用于测量/估计空间位移的系统和方法的实施例针对1毫米实际位移的预测位移的一组测试结果；

图10示出了使用漏磁测量的非破坏性测试的现有技术；

图11示出了所公开的系统的另一个实施例；以及

图12示出了所公开的系统的又一个实施例。

具体实施方式

图1和图2描绘了用于检测可磁化物品中的材料中断的所公开的系统10以及相关方法的一个实施例。在整个说明书中，术语“材料中断”旨在包括在物品的材料中的任何中断，诸如裂纹、裂隙、凹坑、焊接、将装置或传感器联接到或嵌入物品中，或在物品中的任何其它材料属性的变化，无论中断是否穿透物品的表面。在所示实施例中，可磁化物品是铁路轨道的铁轨12。铁轨12以侧面地示出并且具有上行驶表面14。

系统10具有包括磁体18和至少一个磁场耦合传感器S的传感器单元16。在该特定实施例中，磁体18被取向成使得其北极面向行驶表面14。系统10将磁体18支撑在行驶表面14上方固定的高度处。磁通量线22从北极到南极形成环路。磁体18被支撑在铁轨12上方一定距离处，使得磁通量线22环绕穿过铁轨12。

磁体18的磁场使得位于磁体18正下方的铁轨12的表面14被极化成与所面对的磁体18的极相反的极并且远离磁体18的区域被反向极化。在磁体18的附近的磁极化从北极转变为南极处，在任何一个时刻，在表面14中形成自然边界24。

耦合传感器S被放置并保持在磁体18的活跃磁场中且相对于磁体18固定的位置处。可以是霍尔(Hall Effect)传感器的耦合传感器S能够感测磁通量22的特性。该特性包括磁通量22的方向和磁通量密度或者场强中的一个或优选两个。这实际上度量了铁轨12和磁体18之间的磁通量耦合。

系统10的传感器单元16沿铁轨12的长度方向横移。来自耦合传感器S的信号被反馈到分析系统20，该分析系统20可对信号进行多种操作。这包括例如如图3所示记录沿铁轨12的信号(磁场)强度和/或对信号进行数学运算以确定信号是否表示材料中断，并且如果是，则确定中断的类型。

在图1中，铁轨12的该部分不具有显著的材料中断。对从系统10的耦合传感器S沿该部分横移时获得的信号的表示可采取如由图3所示的曲线C1所示的形式。实质上，这仅仅是相对较小的振幅和恒定极性的噪声特征。

图2表示在横移铁轨12中的材料中断30的时刻的系统10。在该具体示例中，中断是以处于轨道中的断裂或裂纹的形式的。中断/裂纹30在铁轨12中产生人为极化边界24a。实际上，中断/裂纹30使得将如图1所示的存在于没有裂纹30的情况中的自然边界24的位置转移了。由裂纹30产生的从自然边界24到人为边界24a的极化边界的有效偏移使由传感器S感测的活跃磁场的磁通量22失真，从而产生在磁体18和铁轨12之间的磁通量耦合的变化。该失真可根据磁通量的方向及其密度两者来表示。特别地，预期密度在中断/裂纹30的边缘附近会更高或集中。

图3中的曲线C2表示跨过中断/裂纹30及紧邻中断/裂纹30附近的磁通量耦合(即，磁通量特征)。该特征显示出与曲线C1相比显著的干扰或变化。特征可被分析或与经验获得的结果进行比较，以使得能够确定具体材料中断的性质。

包含在系统10中的分析系统20可分析特征C2以基于特征结构、诸如干扰的幅度和干扰的宽度来表征中断。

被布置成处理来自(一个或多个)传感器的信号并提供材料属性变化的表征的分析系统20可至少执行以下信号处理步骤：

·对信号进行基于时间的低通滤波以减少噪声。

·基于位移的高通滤波器，用于检测具有表征特定类型的中断的具体频率的信号分量，例如铁轨中的穿透表面的裂纹或焊缝。此类频率可通过已知或可单独测量的特性的经验测量结果来推出。

·在上述滤波之后测量信号的峰值到峰值之间的值以及梯度，以确定中断的严重性或尺寸。

系统10的实施例可检测材料中断，诸如但不限于穿透表面的裂纹，该穿透表面的裂纹可具有大约0.1mm量级或更大的宽度、诸如由铁轨12中的焊接或者铁轨中或与铁轨成一直线的装置(诸如开关)引起的材料组成变化。在一个实施例中，磁体18可在磁场穿过(一个或多个)传感器S的点处产生约0.023特斯拉的磁场，其中(一个或多个)传感器S在物品12上方间隔约40mm处并且与磁体18的侧边间隔约40mm。磁体18本身可以在物品12上方约20mm处。在使用中，传感器单元16可以以0m/s至140m/s之间的速度横移。

所公开的方法和系统中的磁通量耦合的感测或测量或者磁通量耦合中的变化与通常用于非破坏性测试(NDT)的漏磁的测量不同且可进行区分。图10示出了测量漏磁的常规布置。这里，磁通量线40环绕穿过磁体M1、物品/铁轨12、磁体M2以及自由空气42。铁轨具有表面缺陷，例如，裂隙30a，导致磁通量泄漏路径45从铁轨12出来并返回铁轨12。从铁轨泄漏的磁通量由传感器44感测。这与当前系统10的实施例相反，其中，在当前系统10中是通过铁轨12和磁体18之间的空气的磁通量耦合被感测且用于确定材料中断的存在。

通过提供耦合传感器S0-S10阵列(在下文中通常被称为“传感器Sn”)而不是单个耦合传感器S，可获得增强的结果。如图4所示，耦合传感器阵列Sn将被布置在横向于感测单元16的移动方向的线上。在可磁化物品为铁轨12的情况下，耦合传感器阵列Sn被布置成横向延伸越过行驶表面14。

将会看到，图3中的曲线C2示出了针对位移并且紧邻中断/裂纹30的磁通量强度(即，磁通量耦合)的测量值。可通过几种传统方式中的一种来测量位移，诸如通过使用GPS、车轮转速计读数或速度相对时间的测量。然而，所公开的系统10和相关的方法可被进一步增强，以便于仅通过时间和磁场测量来估计在跨越人为边界30的行进方向上的空间位移。因此，这不需要车载GPS、车轮转速计或速度测量。

图5示出了增强的系统10a，该增强的系统10a与图4所示实施例的耦合传感器阵列Sn结合产生其自己的空间域。系统10a包括磁场测量系统，该磁场测量系统被布置成感测沿物品(在该示例中是铁轨12)的长度方向D上的多个间隔开的位置处的磁场强度。磁场测量系统是位移传感器B0-B10阵列形式(在下文中通常被称为“位移传感器Bn”)的。长度方向D是与铁轨12的长度平行的两个相反的方向中的任一方向。传感器单元16被布置成在每个采样时刻收集来自传感器Bn中的每个的读数。位移传感器Bn可采用霍尔效应传感器的形式。

位移传感器阵列Bn被布置成平行于方向D并且被设置在单元16内以便沿铁轨12的中心线放置。然而，应当理解，位移传感器阵列Bn不一定需要沿铁轨12的中心线或与系统10相关使用的其它物品的中心线。传感器阵列Bn的目的是参照中断/裂纹30的存在来提供对单元16的位移的估计。

在一个采样时刻由传感器Bn测量的磁场耦合/强度在图6上被绘制成波形，该波形由中断/裂纹30附近的场强度测量引起。线F表示中断/裂纹30的中心线。在该特定的采样时刻，系统10a位于如下的位置中，其使得中断/裂纹30处于传感器B7和B8之间的区域中。

应当注意，系统10a没有从外部源接收任何速度或位移信息。耦合传感器Sn在每个采样时间获取磁场强度/耦合测量值。这可用于对耦合的磁场的磁性特征进行分类，并且因此能够根据其横向宽度、长度以及其深度来表征中断/裂纹30。然而，在不知道单元16在每个采样时刻行进多远的情况下，确定磁场耦合的特性进而确定在D方向上的中断/裂纹30中的宽度特性变得难以解决。

图7描绘了当单元16越过铁轨12中的中断/裂纹30时来自传感器Sn中的每个的基于空间的重构信号。来自传感器单元16的磁场测量值中的变化使得能够通过传感器阵列Bn确定图2所示的波形的位移，并且因此确定单元16沿铁轨18向下移动的距离。可将中断/裂纹30分类(例如，断轨、裂隙等)到该重构的信号组中的信息上。

在顺序采样时间处理从位移传感器Bn接收的信号使得能够确定或者至少预测单元16在连续的采样时间之间行进的距离。这使得能够重构位移域中的从耦合传感器Sn接收的信号，这继而能够实现对宽度信息进而对中断/裂纹30的分类(例如作为断轨)。

图8a至图8b示出了使用在连续采样时刻从位移传感器Bn获得的测量来确定位移的一种处理方法。图8a描绘了由传感器Bn中的每个在一个采样时刻测量的活跃磁场中的磁场强度。因此，图8a中的点B0-B10描绘了由相应的传感器感测的跨过中断/裂纹30的磁场的场强/耦合。实际上，图8a描绘了在一个时刻瞬间的中断/裂纹30的磁性特征。

处理信号以确定位移的下一个阶段是拟合采样点B0-B10之间的曲线。在该示例中，这是以在采样点之间进行三次样条插值(cubic spline interpolation)的方式在图8b中示出。

在下一个采样时刻，第二组磁场强度测量值由位移传感器B0-B10获得。这些测量值在图8c中被示出为样本B’0-B’10。可理解为，在该第二采样时刻，单元16已沿铁轨移动了一定距离。但是该行进距离并不在该时间点已知。然而，样本之间的时间是已知的，因为这可从已知的采样频率进行确定。

在图8c中，同一传感器Bn的磁场强度测量值之间的距离Δx(为沿三次样条线的水平距离)未知。这与连续采样时间之间单元16的物理位移相同。通过处理该样本组，能够估计出距离Δx。一种可能的处理技术或方法是交叉相关三次样条内的样本组，直至相关误差被最小化。最小相关误差点处的偏移量等于所估计的偏移Δx。

因此，在该阶段Δx和采样频率都是已知的。这也允许计算所估计的单元16的行进速度。应当认识到，该速度是在不需要来自车辆(例如，系统10a所附接的)的外部输入的情况下计算的。因此，系统10a使得能够估计单元16在连续采样时间之间行进的距离以及单元16的整体线性速度两者。尽管如此，如果需要并且特别是如果容易从现有车载装备获得，则除了来自系统10a的距离数据或计算以外，可使用从系统10a外部获得的距离数据或计算，以提供错误检查或审计。

本领域技术人员可认识到，仅当存在可被单元16感测到的中断/裂纹30时，该过程将是准确的。如果不存在产生在活跃磁场中的磁通量耦合变化的中断/裂纹30或其它特征结构，则该过程中断，并且不提供可靠或有用的信息。然而，从实际意义上讲，这并不重要。其原因在于，如果不存在用来感测的磁通量耦合变化，则不存在所关注的在轨道中的中断/裂纹30。

因此，使用以上关于图8a至图8d所述的处理，可实时地计算沿磁性特征的位移。这允许将阵列Sn的基于时间的采样重构为基于空间的采样。

图9示出一组测试结果，其中单元16在采样时间之间与由本方法和系统的实施例测量或估计的结果距离相比相继移动一毫米的已知距离。

波C1是沿具有中断/裂纹30的铁轨12的四(4)米截面测量的磁通量。中断/裂纹30产生波C1中的尖峰。左手侧是示出利用所公开的系统和方法的预测位移的刻度。实际位移是一毫米。所估计的位移由曲线C2表示。这在磁场特征变化很小的区域中示出约0.18毫米的最大误差。然而，在波C1中存在尖峰的区域中，所估计的位移非常接近1毫米的已知位移。如前所述，在不存在显著的尖峰或磁场强度变化的区域中缺乏准确性没有什么实用价值。

能够实现空间位移测量/估计的传感器阵列Bn和活跃磁场传感器阵列Sn在其操作及其提供的信息/数据方面彼此无关。传感器阵列Sn可与例如传统位移测量系统而不是传感器阵列Bn一起使用。类似地，传感器阵列Bn可完全独立地用作估计相对于与物品中的异常相关的磁响应的空间位移的独立方法和系统。广义而言，该方法包括：向物品、诸如但不限于铁轨12或铁轨车轮施加磁场；以已知的采样频率获取物品在所施加的磁场上或对所施加的磁场的磁响应的多个磁场样本；在连续采样时刻之间的时间段内，相对于物品移动能够获取样本的设备；以及处理所获取的多个样本，以提供对设备在连续采样时刻之间的位移的估计。

广义而言，用于估计相对于物品对所施加的磁场的磁响应的空间位移的对应的系统包括：设备，该设备支撑磁场测量系统，该磁场测量系统被布置成在已知采样频率的每个采样时刻感测物品的长度方向上的间隔开的多个位置处的磁场特性，该设备能够在长度方向上沿物品移动；以及处理器，该处理器被布置成在连续采样时刻处理在多个位置处测量的磁场强度，以提供设备在每个采样时刻相对于磁场的位移的估计。

尽管已经描述了系统和方法的具体实施例；但是应理解的是，该系统和方法可以以许多其它形式实施。例如，图1、图2、图4以及图5示出了位于磁体18的侧面的传感器Sn、Bn。然而，它们可被对称地布置在单元16中磁体18的下方，如图11所示。因此，在该实施例中，传感器位于磁体18和铁轨12之间。在由(一个或多个)磁体产生的活跃磁场中，(一个或多个)磁体和传感器的相对位置对该系统和相关方法的实施例不是关键的。唯一的实际限制是，考虑到磁场强度随着距离的平方而减小，传感器应该足够靠近或者磁场强度足够大，使得耦合的变化处于传感器Sn、Bn的测量灵敏度内。

在图12所示的另一变型中，代替如系统10和10a中产生活跃磁场的一个磁体18，系统10、10a的实施例可具有多于一个磁体以产生活跃磁场。图12示出了具有两个磁体18和18b的系统10b，一个或两个传感器阵列Sn、Bn可位于这两个磁体18和18b之间。

在又一个变体方案中，代替单个纵向的位移传感器阵列Bn和单个耦合传感器阵列Sn，系统10a的实施例可设置有具有两个或更多个线性的传感器阵列Sn和/或传感器阵列Bn的传感器Bn、Sn的矩形(即，包括正方形)矩阵。例如，系统10a的实施例可具有正方形11×11的传感器阵列。按如上所述的耦合传感器Sn那样处理来自横向阵列中的传感器的信号，而按如上所述的位移传感器Bn那样处理来自纵向阵列的信号。据信，这将提供材料中断的增强的准确性和表征。该实施例的实现将需要附加的传感器和处理。

在所附权利要求中，并且在前述说明书中，除了上下文因表述语言或必要暗示而需要其它含义以外，术语“包括”及其变型诸如“包含”或“含有”以包含的意义使用，即，指定所述特征结构的存在，但不排除本文所公开的方法和系统的实施例中存在或添加另外的特征结构。

Claims (18)

1.一种检测可磁化物品中的材料中断的方法，包括：

使磁体沿所述物品横移，以使得来自所述磁体的活跃磁场的磁通量线环绕穿过所述物品并且使所述磁体与所述物品磁性地耦合；

将至少一个磁场耦合传感器放置在相对于所述磁体固定的位置处和所述磁体的所述活跃磁场中，其中，所述至少一个耦合传感器与所述磁体一起沿所述物品横移，以对所述磁体和所述物品之间的磁性耦合进行采样；以及

分析针对在所述磁体的横移期间所述磁性耦合中的变化所测量的在所述活跃磁场中的磁性耦合，并且利用磁性耦合的所述变化来检测所述物品中的中断。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，分析信息包括确定所述中断的尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个耦合传感器被布置用于至少感测环绕穿过所述物品的磁通量的方向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述至少一个耦合传感器被布置用于至少感测环绕穿过所述物品的磁通量的密度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述物品是用于铁路运输车辆的铁轨。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，另外包括：在从一个或多个耦合传感器获取磁性耦合样本的同时，沿所述铁轨获取所述磁场的纵向样本；

在获取所述样本的时刻之间，使所述磁体、所述耦合传感器以及位移传感器以相对于彼此固定的并列方式沿所述物品移动；以及

使用来自所述位移传感器的样本来提供所述磁体在连续采样时刻之间沿所述物品的位移的估计。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，使用来自所述位移传感器的所述样本提供所述磁体的位移的估计包括：交叉相关在连续采样时刻从所述位移传感器获取的所述样本。

8.根据权利要求7所述的方法，包括：将来自所述耦合传感器和所述位移传感器的样本进行组合，以提供位移域中的跨过中断的磁场耦合的表征。

9.一种检测可磁化物品中的材料中断的系统，包括：

磁体，所述磁体能够沿所述物品横移，使得来自所述磁体的活跃磁场的磁通量线环绕穿过所述物品并且将所述磁体与所述物品磁性耦合；以及

至少一个磁场传感器，所述至少一个磁场传感器位于相对于所述磁体固定的位置处并且位于所述磁体的活跃磁场中，其中，所述至少一个传感器与所述磁体一起沿所述物品横移并且被布置成测量所述磁体和所述物品之间的磁性耦合。

10.根据权利要求9所述的系统，所述系统还包括磁通量分析系统，所述磁通量分析系统被布置成分析与由至少一个传感器提供的磁通量有关的信息，以提供穿透表面的中断的特性的表征。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述至少一个磁场耦合传感器是多个耦合传感器中的一个，所述多个耦合传感器被布置成在横向于所述磁体沿所述物品的横移方向的方向上的阵列。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，所述系统包括位移传感器，所述位移传感器在从一个或多个耦合传感器获取磁性耦合样本的同时，在沿所述铁轨纵向间隔开的多个位置处获取所述磁场的样本。

13.一种估计相对于物品的磁场响应的空间位移的方法，包括：

以已知的采样频率获取物品和磁体之间的磁场耦合的多个样本，其中，所述磁体能够被移动使得所述磁体在沿所述物品的长度的方向上横移，并且其中，所述多个样本在沿所述物品的所述长度的方向上彼此间隔开的多个位置中的每个处同时获取；

在连续采样时刻之间的时间段内，使所述磁体和能够获取所述样本的设备以彼此固定的空间关系沿所述物品移动；以及

处理所获取的多个样本以提供所述磁体在连续采样时刻之间沿所述物品的位移的估计。

14.一种便于铁磁物品中的材料中断的表征的方法，所述方法包括：

向所述物品施加磁场；

以已知的采样频率获取所述磁体和所述物品之间的磁场耦合的多个样本；

在所述连续采样时刻之间的时间段内，以彼此固定的空间关系沿所述物品移动能够施加所述磁场的设备并且获取所述样本；

处理所获取的多个样本以提供所述设备在连续采样时刻之间沿所述物品的位移的估计；

使用所述位移的估计以便于所述物品中的所述特征结构的表征。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，获取磁场耦合的多个样本包括：在沿所述物品的运动方向彼此间隔开的多个位置中的每个处获取第一多个样本；以及在沿横向于所述物品的运动方向彼此间隔开的多个位置中的每个处获取第二多个样本。

16.根据权利要求13或15所述的方法，其中，处理所获取的多个样本以提供所述位移的估计包括：交叉相关在连续采样时刻从多个位置获取的样本，所述多个位置是沿所述物品的长度方向或所述物品的运动方向彼此间隔开的。

17.一种检测铁路轨道中的断裂的方法，包括：

获取磁体和铁路轨道中的铁轨之间的磁场耦合的一个或多个样本，以便于估计所述铁轨中的裂纹的深度；

沿所述铁轨同时获取所述磁场耦合的纵向样本；

在获取所述样本的时刻之间，移动能够沿所述铁轨获取所述样本的设备；

使用所述纵向样本提供所述设备在连续采样时刻之间沿所述铁轨的位移的估计，以便于估计所述裂纹的宽度；以及

处理所述深度估计和所述宽度估计，以使得所述穿透表面的特征结构能够被表征为包括所述铁轨中的断裂的多个特征结构中的一个。

18.一种用于估计沿可磁化物品相对于足以引起与所述物品耦合的活跃磁场的自然极化边界中的可检测变化的缺陷的空间位移的系统，包括：

设备，所述设备支撑磁场测量系统，所述磁场测量系统被布置成在已知采样频率的每个采样时刻感测所述物品的长度方向上的多个间隔开的位置处的磁场强度，所述设备能够沿所述物品在所述长度方向上移动；以及

处理器，处理器所述被布置成在连续采样时刻处理在所述多个位置处测量的磁场强度，以提供所述设备在每个采样时刻沿在所述缺陷附近的所述物品的位移的估计。