[發明專利]細長鐵磁性構件的弱磁規劃方法

有效

• 申請號: 200910064518.0
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101593603A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 竇毓棠;楊旭;竇伯英;竇柏林
• 申請（專利權）人: 洛陽逖悉開鋼絲繩檢測技術有限公司
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00;G01N27/82
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及適于細長鐵磁性構件的弱磁規劃及磁性無損探傷技術領域，特別涉及細長鐵磁性構件的弱磁規劃方法。

背景技術

目前，傳統的磁化手段重點是追求導磁體的強磁性特征，以磁感應強度為標尺，外磁場的場強值H越大，特別是在鐵磁質處于飽和或近飽和狀態時，磁感應強度B更靠近于Bs，后續技術措施所需要達成的技術特征才更加明顯，所以通常意義上的“磁化”主要是高強度磁化，或者所謂飽和磁化手段。按照磁場信號的形成，分為“連續法”和“剩磁法”，連續法是對被測構件連續磁化的同時，對其磁飽和狀態的磁性特征實施檢測；剩磁法是先對被測構件整體磁化至飽和狀態，然后再獨立對其剩磁狀態的磁性特征實施檢測。

由于需要使被測構件的磁性特征(主磁通或缺陷漏磁)更加明顯，所以現有方法都需要使被測構件達到飽和或近飽和的磁性響應狀態。否則本來就受提離效應影響的磁感應器件很難甚至根本不能提取和識別出有效的磁場信號。因此以上方法也被統稱為“強磁檢測法”。

然而還有兩大因素：一是鐵磁性構件的電磁趨膚效應，二是技術原理的固有局限，使得對構件表面缺陷的檢測相對容易，而對較深的缺陷，特別是包藏在構件內部的缺陷仍舊很難檢測出來。在磁飽和狀態下，構件的磁導率變得更低，意味著構件內層材料的磁場變化信息更難甚至不能反應到構件以外。

此外，設備復雜而且笨重、對被測構件的強磁污染、高能耗以及重復檢測需要退磁等問題，都是強磁磁化手段為磁性檢測帶來的負效影響。由于存在這些問題，令強磁檢測法在一般性工況現場均難以很方便地實施。

在相關發明中，已經較好地解決了磁檢測環境、磁路搭建、磁感應器件等環節的技術難點，實現了對磁場變化信號高穩定、高分辨和高靈敏的響應特性。而要把磁源本身對有效磁場信號的變異以及干擾降到最低，使傳感器接收到差異化顯著、無基噪、高保真的缺陷磁場信號，則需要再造一種對測試對象添加磁性的新手段。

發明內容

本發明為解決現有磁檢測的技術缺陷，提供了一種細長鐵磁性構件(如中高含碳量的鋼、鐵和其它鐵合金材料構件)的弱磁規劃方法。本發明的技術方案：通過運用弱磁規劃裝置的定量磁加載、自適應釋載、穩態磁能積三個技術過程實現，其工藝流程框圖如圖1所示。

所述的定量磁加載，即不可逆的磁感應控制過程。在弱磁規劃裝置的控制和作用下，使細長鐵磁性構件的各體積元按流水線方式依序完成磁性加載的過程。對于任意一個體積元的磁加載效應關系如圖3上O→P段所示。體積元包含的磁疇由于給定場強的作用向統一方向移動疇壁且并吞整合，直至形成“單一磁疇區”。在操作控制上要求：①使細長鐵磁性構件在上述弱磁規劃裝置中穿過，沿構件的軸向掃描加載；②細長鐵磁性構件穿過時，弱磁規劃裝置內的磁場保持恒定，中心磁場強度為H_μm⁺(略高于H_μm⁺，但顯著低于飽和磁化的場強)，方向與細長鐵磁性構件的軸向平行。

注：H_μm代表鐵磁性構件材料的最大磁導率μ_m所對應的磁場強度。所述的體積元，即細長鐵磁性構件沿軸向的一系列體積微分。

所述的自適應釋載，即定量磁加載后的反磁化過程。在按流水線方式對細長鐵磁性構件進行磁性分布的過程中，隨著體積元從弱磁規劃裝置中退出并逐漸遠離，自行進入反磁化過程。對于任意一個體積元的磁釋載效應關系如圖3上P→Q段所示。隨作用場強自H_μm⁺小到零，相應的磁感應強度減小到B_rv≠0(某一B-H葉狀小回線的退磁起始點)。

所述的穩態磁能積，即對磁老化的時效性控制過程。在操作控制上要求：①從磁加載完成直到弱磁檢測采樣結束，須避免較強外磁場、機械應力或高溫環境對鐵磁性構件上弱磁信號的擾動；②磁老化期較短的(T＜δ)，需控制磁老化期差為零(ΔT＝0)，即檢測與規劃同速進行；③磁老化期相對期差較長的(如T＞δ，且/ΔT/＜T/K)，需控制磁老化期在弱磁信號逐減弱到1Gs級之前，對鐵磁性構件實施弱磁檢測。

注：①對應于某個體積元，從加載磁場撤離開始直到弱磁檢測采樣為止的間隔時間為磁老化期(T)。根據作用對象(細長鐵磁性構件)，技術上采用磁老化快變時間段設定值(δ)控制磁老化最初階段對磁能積穩定性的影響。

②對應于某兩個體積元，它們的磁老化期長短差異為期差(ΔT)。根據作用對象(細長鐵磁性構件)，技術上采用磁老化期平均值T對期差ΔT的倍率設定值(K)控制磁老化期差對不同體積元上磁能積一致性的影響。