CN115308649A - 一种永磁体的磁场取向检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种永磁体的磁场取向检测方法及装置，其中所述方法包括通过识别分析永磁体磁场取向垂直方向所在面的磁场零线形状，来确定所述永磁体的磁场取向；本发明提供的检测方法简单可靠，可大大的提高检测效率；同时采用本发明提供的检测方法，可以忽略永磁体本身的缺陷对检测结果的影响，提高了适用性；另外整个测试过程中，不会受外界信号的干扰，从而能够提高永磁体的磁场取向检测精度；装置包括永磁体输送装置和设置在输送装置上的磁场零线检测装置；输送装置的设置，使得本发明提供的装置能够批量测量永磁体的磁场取向，从而提高检测效率。

Description

一种永磁体的磁场取向检测方法及装置

技术领域

本发明涉及永磁铁磁场取向检测技术领域，尤其涉及一种方块磁永磁体的磁场取向检测方法及装置

背景技术

近年来随着节能电器、新能源汽车及工业智能化的快速发展，对无刷电机的需求及性能、能效及噪音要求越来越高。而以方块永磁体(以下简称方块磁)作为磁场源的无刷电机，有着加工装配成本低、磁场利用率高、噪音低等生产及性能优势，因此市场占有率越来越高。方块磁作为磁场源，其充磁后内外磁场大小及方向是否沿方块磁体取向方向中心线对称分布直接影响了电机的噪音高低。如图1所示，方块永磁体磁场取向越趋于平行，加工垂直度和平整度越好，则方块永磁体充磁后内外磁场大小及方向越对称；但不可避免的，在方块永磁体成型和加工过程中存在磁场取向以及形状尺寸的差异，因此需要对其磁场取向进行检测，传统的检测方法如下：

1、使用高斯计测试方块磁与取向方向垂直的两个表面中心位置的磁场强度，并对比计算表面磁场强度差异，理论上差异越小，方块磁体内外磁场越对称。如附图2，但对于方块磁的磁取向方向不轴向对称时，中心表磁差异小，磁场取向检测存在较大偏差，不能满足实际需求；

2、使用三个亥姆霍兹线圈组成的三维组合线圈检测方块磁三个方向的磁通分量，然后通过三角函数计算磁场取向角度，但该方法存在以下不足：①、设备复杂，成本较高，对测试环境要求较高，且测试时只能进行单片测试(其他产品的磁场会干扰亥姆霍兹线圈的测试)；②、当方块磁的磁场取向如图3所示时，亥姆霍兹线圈在测试方块磁通两侧的磁通时会因方向相反互相抵消，导致无法测试。

因此，亟需提供一种永磁体的磁场取向检测方法及装置，克服上述不足，能够提高方块磁的磁场取向检测精度、检测效率，以及适用不同磁场取向的方块磁的检测。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种永磁体的磁场取向检测方法及装置，克服上述不足，能够提高永磁体的磁场取向检测精度、检测效率，以及适用不同磁场取向的永磁体的检测。

为实现上述目的，本发明提供一种永磁体的磁场取向检测方法，包括：通过识别分析永磁体磁场取向垂直方向所在面的磁场零线形状，来确定所述永磁体的磁场取向。

作为上述方案进一步的改进，所述磁场零线为所述永磁体的N极和S极的分界线，且在所述分界线上，其磁场强度为零。

作为上述方案进一步的改进，若所述磁场零线形状呈平直状，并与测试面平行，则判断所述永磁体的磁场取向合格。

作为上述方案进一步的改进，若所述磁场零线形状呈上凸或下凸或倾斜状，则判断所述永磁体的磁场取向不合格。

作为上述方案进一步的改进，识别所述永磁体磁场零线的步骤包括：将待测试的永磁铁放置在两个磁极显影片之间，并使测试面与所述磁极显影片对应设置；所述磁极显影片将测试面的磁场零线显影出来，所述磁场零线在磁极显影片上呈现为一条白线；

然后再通过图像采集系统采集所述磁极显影片显影的图像，并将采集到的所述图像传输给图像处理系统，所述图像处理系统对所述图像进行分析处理，得到所述磁场零线形状，然后再根据所述磁场零线形状确定永磁体的磁场取向。

作为上述方案进一步的改进，识别所述永磁体磁场零线的步骤包括：通过磁场强度传感器对测试面进行二维扫描，检测出每个磁场强度为零的点并记录其坐标位置；

然后再对其坐标位置数据进行处理分析，同时确定磁场零线形状、位置以及所述永磁体的磁场取向。

本发明还提供一种永磁体的磁场取向检测装置，包括永磁体输送装置和设置在所述输送装置上的磁场零线检测装置；

所述磁场零线检测装置包括图像采集系统、图像处理器以及相对设置的两个磁极显影片；

两个所述磁极显影片间隔平行设置，并具有间隙，所述间隙以供放置所述永磁体，并使所述永磁体的两个检测面分别正对对应的磁极显影片；

所述磁极显影片用于显示所述永磁体测试面的磁场零线轮廓图像，所述图像采集系统用于采集所述磁极显影片显示的所述轮廓图像，所述图像处理器对所述轮廓图像进行识别加工后并得到所述永磁体的磁场取向。

作为上述方案进一步的改进，所述输送装置包括输送带和设置在所述输送带上的限位部；所述限位部包括限位挡板和挡板调节机构，所述限位挡板设置在所述输送带的两侧，所述调节机构与所述限位挡板可调节连接，用于调节两侧所述限位挡板之间的距离。

作为上述方案进一步的改进，所述磁极显影片设置在所述限位挡板上。

本发明还提供一种永磁体的磁场取向检测装置，包括永磁体输送装置和设置在所述输送装置上的磁场零线检测装置；

所述磁场零线检测装置包括机械臂、设置所述机械臂执行端的磁场强度传感器以及处理器，所述磁场强度传感器用于对测试面进行二维扫描，检测出每个磁场强度为零的点；

所述磁场强度传感器与所述处理器通讯连接，所述处理器用于记录磁场强度为零的点的坐标位置，并分析出磁场零线形状、位置以及所述永磁体的磁场取向。

由于本发明采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

1、本发明提供的一种永磁体的磁场取向检测方法，通过识别分析永磁体磁场取向垂直方向所在面的磁场零线形状，来确定所述永磁体的磁场取向；本发明提供的磁场取向检测方法，通过获取永磁体磁场取向垂直方向所在面的磁场零线形状来确定磁场取向，只需要得到测试面的磁场零线形状即可，方法简单可靠，可大大的提高检测效率；同时采用本发明提供的检测方法，可以忽略永磁体本身的缺陷对检测结果的影响，提高了适用性；另外整个测试过程中，不会受外界信号的干扰，从而能够提高永磁体的磁场取向检测精度；本发明提供的检测方法尤其适用于方块磁的磁场取向的检测，有助于提高方块磁及下游电机的性能稳定性，提高产品市场竞争力。

2、本发明提供的一种永磁体的磁场取向检测装置，包括永磁体输送装置和设置在所述输送装置上的磁场零线检测装置；输送装置的设置，使得本发明提供的检测装置能够批量测量方块磁永磁体的磁场取向，从而提高检测了永磁体的磁场取向的检测效率，且在某些优选的实施例中，还设置有剔废装置，当发现异常产品，通过剔废装置进行及时的剔除，从而确保出厂产品的合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为方块磁永磁体理想磁场取向以及在电机转子中的装配示意图；

图2为方块磁永磁体的一种不合格磁场取向示意图；

图3为方块磁永磁体的一种不合格磁场取向示意图；

图4为本发明提供的永磁体的磁场取向检测装置的示意图

图5为方块磁永磁体长度面理想状态的磁场零线形状及对应的磁场取向示意图；

图6为方块磁永磁体长度面不合格的磁场零线形状及对应的磁场取向示意图1；

图7为方块磁永磁体长度面不合格的磁场零线形状及对应的磁场取向示意图2；

图8为方块磁永磁体长度面不合格的磁场零线形状及对应的磁场取向示意图3；

附图标号说明：

1、输送装置；11、输送带；12、限位挡板；13、挡板调节机构；2、磁场零线检测装置；21、图像采集系统；22、图像处理器；23、磁极显影片；3、永磁体；4、电机转子；5、磁场零线。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上实施例中，本领域技术人员对于软件控制可以采用现有技术，本发明仅保护一种永磁体的磁场取向检测装置以及相互的连接关系。

实施例1：

在本实施例中，对方块磁永磁体3进行磁场取向的检测，本发明提供一种永磁体的磁场取向检测方法，包括：通过识别分析永磁体3磁场取向垂直方向所在面的磁场零线5形状，来确定所述永磁体3的磁场取向；具体的，所述磁场零线5为所述永磁体3的N极和S极的分界线，且在所述分界线上，其磁场强度为零；

参加图5，若所述磁场零线5形状沿所述永磁体3长度方向呈平直状，并与所述永磁体厚度方向的中心轴平行，则判断所述永磁体的磁场取向为如图5右边所示的理想状态下的磁场取向(磁场取向为沿其厚度方向呈竖直状态)，而此种理想状态下的磁场取向的方块磁永磁体3为合格品；否则判断为磁场取向不合格，需要将不合格的方块磁永磁体3剔除；

具体的，常见的如图6-图8所示的情况，所述磁场零线5形状沿所述永磁体3长度方向呈上凸或下凸或倾斜状，此时对于上凸状的磁场零线5对应的磁场取向沿其厚度方向朝下，但呈非竖直状态；对于下凸状的磁场零线5对应的磁场取向沿其厚度方向朝上，但呈非竖直状态；对于倾斜状状的磁场零线5对应的磁场取向沿其厚度方向朝上，但呈非竖直状态；则判断成型上述磁场零线5形状的所述永磁体的磁场取向不合格。

本发明提供的磁场取向检测方法，通过获取永磁体3磁场取向垂直方向所在面的磁场零线5形状来确定磁场取向，只需要得到测试面的磁场零线5形状即可，方法简单可靠，可大大的提高检测效率；同时采用本发明提供的检测方法，可以忽略永磁体3本身的缺陷对检测结果的影响，提高了适用性；另外整个测试过程中，不会受外界信号的干扰，从而能够提高永磁体3的磁场取向检测精度；本发明提供的检测方法尤其适用于方块磁的磁场取向的检测，有助于提高方块磁及下游电机转子4的性能稳定性，提高产品市场竞争力。

作为优选的实施例，识别所述永磁体3磁场零线5的步骤包括：将待测试的永磁铁放置在两个磁极显影片23之间，并使测试面与所述磁极显影片23对应设置；所述磁极显影片23将测试面的磁场零线5显影出来，所述磁场零线5在磁极显影片23上呈现为一条白线；

然后再通过图像采集系统21采集所述磁极显影片23显影的图像，并将采集到的所述图像传输给图像处理系统，所述图像处理系统对所述图像进行分析处理，得到所述磁场零线5形状，然后再根据所述磁场零线5形状确定永磁体3的磁场取向。

作为优选的实施例，识别所述永磁体3磁场零线5的步骤包括：通过磁场强度传感器对测试面进行二维扫描，检测出每个磁场强度为零的点并记录其坐标位置；

然后再对其坐标位置数据进行处理分析，同时确定磁场零线5形状、位置以及所述永磁体3的磁场取向。

实施例2：

参照图4，本发明还提供一种永磁体的磁场取向检测装置，包括永磁体3输送装置1和设置在所述输送装置1上的磁场零线5检测装置2；

所述磁场零线5检测装置2包括图像采集系统21、图像处理器22以及相对设置的两个磁极显影片23；

两个所述磁极显影片23间隔平行设置，并具有间隙，所述间隙以供放置所述永磁体3，并使所述永磁体3的两个检测面分别正对对应的磁极显影片23；

所述磁极显影片23用于显示所述永磁体3测试面的磁场零线5轮廓图像，所述图像采集系统21用于采集所述磁极显影片23显示的所述轮廓图像，所述图像处理器22对所述轮廓图像进行识别加工后并得到所述永磁体3的磁场取向。

具体的，所述输送装置1包括输送带11和设置在所述输送带11上的限位部；所述限位部包括限位挡板12和挡板调节机构13，所述限位挡板12设置在所述输送带11的两侧，所述调节机构与所述限位挡板12可调节连接，用于调节两侧所述限位挡板12之间的距离，在本实施例中，所述磁极显影片23设置在所述限位挡板12上；

具体的测试操作如下：将方块磁永磁体3充磁后置于永磁体3输送装置1的传送带上，根据方块磁永磁体3长度，通过挡板调节机构13对传送带两侧的限位挡板12的距离进行适应性调整，然后启动整套装置工作，当方块磁永磁体3通过磁极显影片23时，图像采集系统21采集磁极显影片23显影的磁场零线5图像，如图5-图8左侧所示，图像处理器22对所述磁场零线5图像进行识别处理后得到图5-图8右侧对应的磁场取向；磁场零线5图像的形状如图5左侧所示，其对应的磁场取向为合格的磁场取向，磁场零线5图像的形状如图6-图8左侧所示，其对应的磁场取向为不合格的磁场取向。

本发明提供的检测装置中设置有输送装置1，使得本发明提供的检测装置能够批量测量方块磁永磁体3的磁场取向，从而提高检测了永磁体3的磁场取向的检测效率，且在某些优选的实施例中，还设置有剔废装置，当发现异常产品，通过剔废装置进行及时的剔除，从而确保出厂产品的合格率。

实施例3：

本发明还提供一种永磁体的磁场取向检测装置，包括永磁体3输送装置1和设置在所述输送装置1上的磁场零线5检测装置2；

所述磁场零线5检测装置2包括机械臂、设置所述机械臂执行端的磁场强度传感器以及处理器，所述磁场强度传感器用于对测试面进行二维扫描，检测出每个磁场强度为零的点；

所述磁场强度传感器与所述处理器通讯连接，所述处理器用于记录磁场强度为零的点的坐标位置，并分析出磁场零线5形状、位置以及所述永磁体3的磁场取向。

具体的测试操作如下：将方块磁永磁体3充磁后置于永磁体3输送装置1的传送带上，根据方块磁永磁体3长度，通过挡板调节机构13对传送带两侧的限位挡板12的距离进行适应性调整，然后启动整套装置工作，当磁场强度传感器对测试面进行二维扫描，检测出每个磁场强度为零的点，磁场强度传感器将检测到的磁场强度为零的点的坐标位置传输给处理器，所述处理器对获取的坐标位置分析得出测试面磁场零线5形状、位置以及所述永磁体3的磁场取向；磁场零线5图像的形状如图5左侧所示，其对应的磁场取向为合格的磁场取向，磁场零线5图像的形状如图6-图8左侧所示，其对应的磁场取向为不合格的磁场取向。

本发明提供的检测装置中设置有输送装置1，使得本发明提供的检测装置能够批量测量方块磁永磁体3的磁场取向，从而提高检测了永磁体3的磁场取向的检测效率，且在某些优选的实施例中，还设置有剔废装置，当发现异常产品，通过剔废装置进行及时的剔除，从而确保出厂产品的合格率。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种永磁体的磁场取向检测方法，其特征在于，包括：通过识别分析永磁体磁场取向垂直方向所在面的磁场零线形状，来确定所述永磁体的磁场取向。

2.根据权利要求1所述的永磁体的磁场取向检测方法，其特征在于，所述磁场零线为所述永磁体的N极和S极的分界线，且在所述分界线上，其磁场强度为零。

3.根据权利要求2所述的永磁体的磁场取向检测方法，其特征在于，若所述磁场零线形状呈平直状，并与测试面平行，则判断所述永磁体的磁场取向合格。

4.根据权利要求1或2所述的永磁体的磁场取向检测方法，其特征在于，若所述磁场零线形状呈上凸或下凸或倾斜状，则判断所述永磁体的磁场取向不合格。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的永磁体的磁场取向检测方法，其特征在于，识别所述永磁体磁场零线的步骤包括：

将待测试的永磁铁放置在两个磁极显影片之间，并使测试面与所述磁极显影片对应设置，所述磁极显影片将测试面的磁场零线显影出来；

然后再通过图像采集系统采集所述磁极显影片显影的图像，并将采集到的所述图像传输给图像处理系统，所述图像处理系统对所述图像进行分析处理，得到所述磁场零线形状。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的永磁体的磁场取向检测方法，其特征在于，识别所述永磁体磁场零线的步骤包括：

通过磁场强度传感器对测试面进行二维扫描，检测出每个磁场强度为零的点并记录其坐标位置；

然后再对其坐标位置数据进行处理分析，同时确定磁场零线形状、位置。

7.一种如权利要求1-5任意一项所述的永磁体的磁场取向检测方法的检测装置，其特征在于，包括永磁体输送装置和设置在所述输送装置上的磁场零线检测装置；

所述磁场零线检测装置包括图像采集系统、图像处理器以及相对设置的两个磁极显影片；

两个所述磁极显影片间隔平行设置，并具有间隙，所述间隙以供放置所述永磁体，并使所述永磁体的两个检测面分别正对对应的磁极显影片；

所述磁极显影片用于显示所述永磁体测试面的磁场零线轮廓图像，所述图像采集系统用于采集所述磁极显影片显示的所述轮廓图像，所述图像处理器对所述轮廓图像进行识别加工后并得到所述永磁体的磁场取向。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述输送装置包括输送带和设置在所述输送带上的限位部；

所述限位部包括限位挡板和挡板调节机构，所述限位挡板设置在所述输送带的两侧，所述调节机构与所述限位挡板可调节连接，用于调节两侧所述限位挡板之间的距离。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述磁极显影片设置在所述限位挡板上。

10.一种如权利要求1-4或6任意一项所述的永磁体的磁场取向检测方法的检测装置，其特征在于，包括永磁体输送装置和设置在所述输送装置上的磁场零线检测装置；

所述磁场零线检测装置包括机械臂、设置所述机械臂执行端的磁场强度传感器以及处理器，所述磁场强度传感器用于对测试面进行二维扫描，检测出每个磁场强度为零的点；

所述磁场强度传感器与所述处理器通讯连接，所述处理器用于记录磁场强度为零的点的坐标位置，并分析出磁场零线形状、位置以及所述永磁体的磁场取向。

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