CN115166023A - 一种基于磁感应场的无损检测装置 - Google Patents
一种基于磁感应场的无损检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115166023A CN115166023A CN202210772407.0A CN202210772407A CN115166023A CN 115166023 A CN115166023 A CN 115166023A CN 202210772407 A CN202210772407 A CN 202210772407A CN 115166023 A CN115166023 A CN 115166023A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- signal
- processing module
- detected
- signal processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于磁感应场的无损检测装置，包括：励磁装置、磁传感器和信号处理模块。所述励磁装置用于构建交变的磁场区域，以对放置在所述磁场区域的待测物体表面产生设定强度的励磁磁场。所述磁传感器与所述信号处理模块信号连接，所述磁传感器用于检测置于所述磁场区域内的待测物的漏磁信号。所述信号处理模块对所述漏磁信号形成待测物的漏磁变化曲线，并根据所述漏磁信号计算得到漏磁强度，进而在所述漏磁强度大于设定阈值时判定待测物存在缺陷。本发明能提高无损检测的便捷性和准确性，降低检测成本。
Description
技术领域
本发明涉及金属损伤检测技术领域，具体的说，涉及了一种基于磁感应场的无损检测装置。
背景技术
无损检测可以在不损坏待测构件的前提下对其进行状态评估，是保障设备安全运行的关键技术，在工业领域有广泛应用。在金属构件无损检测方面，常规无损检测手段大多效率较低，如采用磁粉检测、渗透检测、超声检测和射线检测等。而常规的漏磁检测需要对待测金属进行磁化和退磁操作，需要化费大量的人工和费用，因此，如何高效便捷地对待测材料进行无损检测，具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种基于磁感应场的无损检测装置，解决现有无损检测存在效率低且费用高的问题，能提高无损检测的便捷性和准确性，降低检测成本。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于磁感应场的无损检测装置，包括：励磁装置、磁传感器和信号处理模块；
所述励磁装置用于构建交变的磁场区域，以对放置在所述磁场区域的待测物体表面产生设定强度的励磁磁场；
所述磁传感器与所述信号处理模块信号连接，所述磁传感器用于检测置于所述磁场区域内的待测物的漏磁信号；
所述信号处理模块对所述漏磁信号形成待测物的漏磁变化曲线，并根据所述漏磁信号计算得到漏磁强度，进而在所述漏磁强度大于设定阈值时判定待测物存在缺陷。
优选的，还包括：显示器；
所述显示器与所述信号处理模块信号连接，所述显示器上运行有人机交互界面，以对所述漏磁信号进行数据分析，并实时显示所述漏磁变化曲线。
优选的，还包括：报警装置；
所述报警装置与所述信号处理模块信号连接，所述报警装置在待测物存在缺陷时进行报警。
优选的，所述报警装置至少包括以下任意一种：指示灯、蜂鸣器和声光报警器。
优选的，所述励磁装置包括：铁氧体磁环和绕组线圈；
所述铁氧体磁环上缠绕设置有绕组线圈，所述绕组线圈与外部交流电源电连接；
所述铁氧体磁环设有圆环缺口，在所述绕组线圈通电时，所述圆环缺口形成交变的所述磁场区域。
优选的，所述磁传感器设置在所述圆环缺口处，在待测物经过所述圆环缺口时，对待测物产生的漏磁通进行检测。
优选的，所述磁传感器采用TMR、GMR或AMR类型的磁传感器。
优选的，所述信号处理模块包括：锁相放大器、滤波电路和控制器；
所述锁相放大器将所述磁传感器采集到的所述漏磁信号进行放大处理，并将放大后的信号输入所述滤波电路进行滤波，所述控制器接收滤波后的信号进行数据处理。
优选的，所述控制器采用微处理器。
优选的，还包括：检测架台；
将所述励磁装置可滑动地设置在所述检测架台上，在所述励磁装置沿待测物上方滑动检测时，所述圆环缺口对准并贴靠待测物表面的检测位置处。
本发明提供一种基于磁感应场的无损检测装置，采用励磁装置形成的交变的磁场区域，以对待测物产生励磁磁场，信号处理模块对磁传感器检测待测物的漏磁信号进行漏磁强度计算，以判断待测物是否存在缺陷。解决现有无损检测存在效率低且费用高的问题，能提高无损检测的便捷性和准确性，降低检测成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明中一种基于磁感应场的无损检测装置示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前对金属物品的无损检测存在不便捷和成本高的问题。本发明提供一种基于磁感应场的无损检测装置，解决现有无损检测存在效率低且费用高的问题，能提高无损检测的便捷性和准确性，降低检测成本。
如图1所示，一种基于磁感应场的无损检测装置，包括：励磁装置1、磁传感器2和信号处理模块。所述励磁装置1用于构建交变的磁场区域，以对放置在所述磁场区域的待测物体表面产生设定强度的励磁磁场。所述磁传感器与所述信号处理模块信号连接，所述磁传感器2用于检测置于所述磁场区域内的待测物的漏磁信号。所述信号处理模块对所述漏磁信号形成待测物的漏磁变化曲线，并根据所述漏磁信号计算得到漏磁强度，进而在所述漏磁强度大于设定阈值时判定待测物存在缺陷。
具体地，励磁装置由信号发生器产生交流电，通过螺线管或绕线软磁磁环等材料产生交变磁场，磁传感器和待测物均放置在交变磁场环境中，当待测物体靠近磁传感器时，交变磁场施加在待测物体上所产生的信号将会叠加在磁传感器上，通过信号处理模块对磁传感器的输出信号进行处理，并进行相关数据分析，就可以检测出待测物的信息，如材质、形状、缺陷大小和位置以及厚度等。同时，信号处理模块根据磁传感器检测到的待测物产生的漏磁信号，在漏磁信号对应的磁场强度大于设定阈值时判断待测物测在缺陷，其中，缺陷包括：凹陷和裂缝。该装置只对待侧物体的表面产生很弱的励磁磁场，因此不需要磁化待侧钢管、棒等材料，省去了庞大的磁化和退磁程序及其与之相关的复杂的机械安装部分，大大降低了成本。能以较低的成本实现极高精度和稳定性的磁场大小探测，并具有极高的抗干扰性。
该装置还包括：显示器；所述显示器与所述信号处理模块信号连接，所述显示器上运行有人机交互界面，以对所述漏磁信号进行数据分析，并实时显示所述漏磁变化曲线。
该装置还包括：报警装置；所述报警装置与所述信号处理模块信号连接，所述报警装置在待测物存在缺陷时进行报警。
进一步，所述报警装置至少包括以下任意一种：指示灯、蜂鸣器和声光报警器。
如图1所示，所述励磁装置1包括：铁氧体磁环11和绕组线圈12；所述铁氧体磁环上缠绕设置有绕组线圈，所述绕组线圈与外部交流电源电连接；所述铁氧体磁环设有圆环缺口，在所述绕组线圈通电时，所述圆环缺口形成交变的所述磁场区域。
进一步，所述磁传感器设置在所述圆环缺口处，在待测物经过所述圆环缺口时，对待测物产生的漏磁通进行检测。
磁环采用高磁导率材料，对励磁电源的信号功率的要求大大降低，大大降低了功耗，节约了电能。同时，在测量时由于磁化仅聚焦于磁传感器处，因此避免了周边其他区域的磁化信号对检测区域所构成的干扰，提高了检测的空间分辨率和精度。
在一实施例中，对钢管进行非接触式检测，该装置的磁场是由磁芯绕上线圈，线圈中通电流产生的。通过改变线圈匝数或者改变电流大小的方式来控制磁场大小，一般来说，控制线圈匝数不变，通过一个恒流源控制板来控制电流大小，从而进一步控制磁场大小。对于钢管检测一般使用的线圈匝数为30匝，所加电流为0-10mA，产生的磁场范围为0-20Oe，可以调节电流获得不同大小的磁场。需要说明的是这产生的磁场相对正常检测需要磁化钢管是非常小的，常规检测钢管需要磁化饱和的话有时可能需要T级别的磁场大小。
进一步，所述磁传感器采用TMR、GMR或AMR类型的磁传感器。
在实际应用中，通常的涡流检测的线圈探头，对信号的采集时灵敏度易受交流电影响。该装置采用由微纳加工技术制备的磁传感器，其体积只有微米量级，检测区域也可以达到微米量级。因此，该装置也可以应用于半导体芯片以及各种金属材料或磁性材料表面杂质分析等高精度的检测。
所述信号处理模块包括：锁相放大器、滤波电路和控制器；所述锁相放大器将所述磁传感器采集到的所述漏磁信号进行放大处理，并将放大后的信号输入所述滤波电路进行滤波，所述控制器接收滤波后的信号进行数据处理。
具体地，先给铁氧体磁环上的绕组线圈加上交流电，使得磁环的圆环缺口处产生交变磁场，此时磁传感器位于磁环缺口中，将圆环缺口靠近待测物品，磁传感器会产生信号变化。后面的信号处理模块会对该传感器进行信号采集并处理，进而进行相关的数据分析后就可以测出具体的数据信息，以判断待测物是否存在。
进一步，所述控制器采用微处理器。
该装置还包括：检测架台；将所述励磁装置可滑动地设置在所述检测架台上，在所述励磁装置沿待测物上方滑动检测时，所述圆环缺口对准并贴靠待测物表面的检测位置处。
需要说明的是，对待测物的励磁和漏磁的探测既可以采用交流方式，也可以采用直流方式，且可以合二为一。由于该置的磁化和探测方式，没有采用对待测物进行任何复杂庞大的磁化和退磁的设备，不仅可以做成便携式设备，还可以直接安装在某些需要重点观测的地点，如地下管道、化工管道等一些容易发生事故的地方并随时传输数据，对待测目标的性能做到实时检测，只需要贴在样品表面即可完成测试。而且，该装置不仅可以检测金属材料和金属铁磁性材料，根据磁通守恒原理还可以检测非金属的绝缘体磁性材料。
可见，本发明提供一种基于磁感应场的无损检测装置，采用励磁装置形成的交变的磁场区域，以对待测物产生励磁磁场，信号处理模块对磁传感器检测待测物的漏磁信号进行漏磁强度计算，以判断待测物是否存在缺陷。解决现有无损检测存在效率低且费用高的问题，能提高无损检测的便捷性和准确性，降低检测成本。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，包括：励磁装置、磁传感器和信号处理模块；
所述励磁装置用于构建交变的磁场区域，以对放置在所述磁场区域的待测物体表面产生设定强度的励磁磁场；
所述磁传感器与所述信号处理模块信号连接，所述磁传感器用于检测置于所述磁场区域内的待测物的漏磁信号；
所述信号处理模块对所述漏磁信号形成待测物的漏磁变化曲线，并根据所述漏磁信号计算得到漏磁强度，进而在所述漏磁强度大于设定阈值时判定待测物存在缺陷。
2.根据权利要求1所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，还包括：显示器；
所述显示器与所述信号处理模块信号连接，所述显示器上运行有人机交互界面，以对所述漏磁信号进行数据分析，并实时显示所述漏磁变化曲线。
3.根据权利要求2所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，还包括：报警装置；
所述报警装置与所述信号处理模块信号连接，所述报警装置在待测物存在缺陷时进行报警。
4.根据权利要求3所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，所述报警装置至少包括以下任意一种：指示灯、蜂鸣器和声光报警器。
5.根据权利要求1所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，所述励磁装置包括：铁氧体磁环和绕组线圈；
所述铁氧体磁环上缠绕设置有绕组线圈，所述绕组线圈与外部交流电源电连接；
所述铁氧体磁环设有圆环缺口，在所述绕组线圈通电时，所述圆环缺口形成交变的所述磁场区域。
6.根据权利要求5所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，所述磁传感器设置在所述圆环缺口处，在待测物经过所述圆环缺口时，对待测物产生的漏磁通进行检测。
7.根据权利要求1所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，所述磁传感器采用TMR、GMR或AMR类型的磁传感器。
8.根据权利要求1所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：锁相放大器、滤波电路和控制器；
所述锁相放大器将所述磁传感器采集到的所述漏磁信号进行放大处理，并将放大后的信号输入所述滤波电路进行滤波，所述控制器接收滤波后的信号进行数据处理。
9.根据权利要求8所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，所述控制器采用微处理器。
10.根据权利要求6所述的基于磁感应场的无损检测装置，其特征在于，还包括：检测架台；
将所述励磁装置可滑动地设置在所述检测架台上，在所述励磁装置沿待测物上方滑动检测时，所述圆环缺口对准并贴靠待测物表面的检测位置处。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210772407.0A CN115166023A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种基于磁感应场的无损检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210772407.0A CN115166023A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种基于磁感应场的无损检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115166023A true CN115166023A (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=83488516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210772407.0A Pending CN115166023A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种基于磁感应场的无损检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115166023A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08160015A (ja) * | 1994-12-09 | 1996-06-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 部品検査装置 |
| JP2000074885A (ja) * | 1998-09-02 | 2000-03-14 | Aichi Steel Works Ltd | 軸状磁性部材の磁気探傷装置 |
| JP2013160739A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Hitachi Ltd | 磁性体の探傷方法及び探傷装置 |
| CN103954684A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-30 | 厦门大学 | 一种利用漏磁变化率进行无损检测的方法 |
| CN109682882A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-26 | 电子科技大学 | 一种高空间分辨率的涡流检测传感器 |
-
2022
- 2022-06-30 CN CN202210772407.0A patent/CN115166023A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08160015A (ja) * | 1994-12-09 | 1996-06-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 部品検査装置 |
| JP2000074885A (ja) * | 1998-09-02 | 2000-03-14 | Aichi Steel Works Ltd | 軸状磁性部材の磁気探傷装置 |
| JP2013160739A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Hitachi Ltd | 磁性体の探傷方法及び探傷装置 |
| CN103954684A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-30 | 厦门大学 | 一种利用漏磁变化率进行无损检测的方法 |
| CN109682882A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-26 | 电子科技大学 | 一种高空间分辨率的涡流检测传感器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李梦雪 等: "交变磁场测量法在表面裂纹无损检测中的应用", 《计测技术》, vol. 36, no. 2, pages 42 - 45 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103499404B (zh) | 铁磁构件交变应力测量装置及其测量方法 | |
| CN102759567B (zh) | 直流磁化下钢管内外壁缺陷的涡流检测识别及评价方法 | |
| CN103163216B (zh) | 一种基于巨磁电阻传感器的金属导体缺陷识别及估计方法 | |
| Tsukada et al. | Detection of back-side pit on a ferrous plate by magnetic flux leakage method with analyzing magnetic field vector | |
| JP5522699B2 (ja) | パルス磁気を用いた非破壊検査装置及び非破壊検査方法 | |
| CN106814131B (zh) | 一种铁磁平面构件浅层损伤磁发射检测方法及磁发射检测系统 | |
| CN105353030A (zh) | 一种基于低频电磁的缺陷检测装置 | |
| CN104165923A (zh) | 金属线材/管材无损探伤装置 | |
| Ru et al. | Structural coupled electromagnetic sensing of defects diagnostic system | |
| CN106290558A (zh) | 一种管道内外壁缺陷检测装置及检测方法 | |
| CN109060939A (zh) | 基于漏磁检测装置的钢轨缺陷宽度检测方法 | |
| Deng et al. | A magnetic permeability perturbation testing methodology and experimental research for deeply buried defect in ferromagnetic materials | |
| Wei et al. | A transducer made up of fluxgate sensors for testing wire rope defects | |
| CN113933381A (zh) | 基于强弱磁检测法的管道应力内检测方法 | |
| CN108562640A (zh) | 一种漏磁信号增强结构 | |
| CN112444219A (zh) | 一种非接触超声电磁涂层测厚方法及其检测装置 | |
| CN113030241B (zh) | 一种区分在用钢管内外壁漏磁检测信号的装置及方法 | |
| KR101107757B1 (ko) | 하이브리드 유도 자기 박막 센서를 이용한 복합형 비파괴 검사 장치 | |
| CN115166023A (zh) | 一种基于磁感应场的无损检测装置 | |
| CN107356664A (zh) | 一种基于低频漏磁的铁磁性材料缺陷检测装置 | |
| CN108956756A (zh) | 一种高灵敏铁磁材料无损检测方法及系统 | |
| KR100626228B1 (ko) | 교류자기장을 이용한 유도자속 탐상장치 및 그 방법 | |
| CN205861609U (zh) | 一种新型检测钢丝绳缺陷的电磁传感器系统 | |
| CN206330934U (zh) | 一种基于低频涡流的金属类特种设备损伤检测系统 | |
| CN109060947A (zh) | 基于漏磁检测装置的钢轨缺陷表面夹角的检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ren Kang Inventor after: Wu Jun Inventor after: Wang Lei Inventor after: Huang Yanxiang Inventor after: Song Nan Inventor after: Ding Junxian Inventor after: Ma Junsheng Inventor after: Xuan Tao Inventor after: Wang Lixin Inventor after: Zhao Xinyu Inventor before: Ma Junsheng Inventor before: Ding Junxian Inventor before: Wang Lei Inventor before: Xuan Tao Inventor before: Wang Lixin Inventor before: Zhao Xinyu Inventor before: Wu Jun Inventor before: Huang Yanxiang Inventor before: Song Nan Inventor before: Ren Kang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |