[發明專利]一種利用漏磁場測量鋼板厚度的方法

無效

• 申請號: 201110037666.0
• 申請日: 2011-02-14
• 公開（公告）號: CN102175131A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 吳德會;孫寶康;王曉紅;張海榮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種鋼板厚度的測量方法，尤其是涉及一種利用漏磁場測量鋼板厚度的方法。

背景技術

近年來，特殊環境下鋼板或鋼管厚度的檢測得到了越來越多的重視，這些鋼板或鋼管的特點是不便于進行兩側測量。以鋼管的厚度測量為例，由于測量時不能接觸到鋼管的內表面，因此無法用千分尺、游標卡尺等器具測量。針對這類鋼管難于測厚的問題，人們發明了壓電超聲測厚儀。這種檢測儀器具有制造工藝簡單、體積小、重量輕等優點，但是存在明顯的不足，例如需要添加耦合劑，且要對其表面進行清潔、打磨等預處理。由于壓電超聲測厚儀的這些限制，人們發明了電磁超聲換能器，并逐漸得到了廣泛的應用。

中國專利CN101701809A所公開的一種電磁超聲測厚儀及其測量方法主要由微控制器、發射電路、電磁超聲探頭、接收開關、調理電路、回波處理系統、顯示系統和鍵盤組成，利用電磁感應的原理，直接在被檢測物內激發超聲波，具有非接觸、無需耦合劑等優點。但為了激發出電磁超聲，需要發射電路產生大功率超聲波驅動信號，其輸出電壓為500～1000V。

中國專利CN2852049Y公開的鐵材測厚儀提供了一種厚度檢測方法，它是利用漏磁場的原理來測量鐵磁材料的厚度。該裝置主要由傳感器、檢測電路和表頭組成。傳感器是在“U”形鐵芯的兩臂分別嵌設磁鐵和霍爾元件。當鐵芯緊貼在被測材料表面時，磁鐵的磁力線經“U”形鐵芯、被測材料作用于霍爾元件。磁鐵采用強磁磁鐵，使被測材料達到磁飽和，其厚度就決定了可通過的磁力線多少，根據霍爾元件的輸出電壓，來間接測出被測材料的厚度。因為需要將鐵心緊貼于被測物表面來磁化被測材料，所以當被測物上覆蓋有生銹、沙塵、油漬等非導磁物質或表面出現缺陷時，鐵心無法與被測物充分的接觸，將會產生一定的提離值，因此其測量結果將會受到明顯影響。

發明內容

本發明的目的在于為了克服現有技術的不足，提供一種具有驅動電壓低、受被測物上非導磁覆蓋層影響小、結構簡單、測量快捷方便、非接觸式測量等特點的利用漏磁場測量鋼板厚度的方法。

本發明包括以下步驟：

1)取至少2個與待測部件相同材質的試樣作為標準部件；

2)將一對并排放置的激勵繞組線圈垂直置于試樣表面，激勵繞組線圈由信號發生器激勵，并按設定的提離值，將激勵繞組線圈下的試樣磁化至飽和狀態，在激勵繞組線圈的磁化作用下，激勵繞組線圈的磁極與試樣之間的氣隙中將會產生漏磁場；

3)將檢測元件置于2個激勵繞組線圈中間，并按設定的提離值，測量步驟2)所述漏磁場的強度；

4)對檢測元件的輸出信號進行放大和濾波處理，濾除或抑制輸出信號中的噪聲，將處理后的數據送入信息處理系統，分析得到漏磁場強度隨信號發生器激勵信號變化的連續二維曲線；

5)分別計算出步驟4)所得的連續二維曲線的拐點，以及該拐點所對應的信號發生器激勵信號瞬時強度信息M_X；

6)用信息處理系統將步驟5)得到的信號發生器的激勵信號瞬時強度數據M_X處理成以該數據M_X為變量的鋼板厚度H的函數表達式，即確定了鋼板厚度的量化公式為H＝aM_X²+bM_X+c，式中a為二次項系數，b為一次項系數，c為偏移量；

7)實際測量時，按步驟2)將被檢測部件磁化至飽和狀態，按步驟3)獲得被測部件的漏磁場強度，按步驟4)得到連續的二維漏磁場曲線，按步驟5)得到拐點所對應的信號發生器激勵信號瞬時強度信息M_X，將該數據代入步驟6)得到的厚度量化公式，即可確定被檢測部件的厚度。

在步驟2)中，所述信號發生器可為任意波形信號發生器。所述信號發生器最好為鋸齒波發生器，所述鋸齒波可以是正斜率，也可以是負斜率；所述提離值可為0.5～5mm。

在步驟3)中，所述檢測元件可為磁敏感元件等。

在步驟4)中，所述噪聲包括輸出信號中的隨機噪聲和背景噪聲；所述信息處理系統可為單片機、DSP或PC機等。

本發明利用漏磁場對激勵磁場的響應特征，根據簡單的算法實現鋼板厚度的量化。由于本發明中的激勵磁場只對磁性材料有作用，因此不受被測物上所覆蓋的各種非導磁物質(生銹、沙塵、油漬等)的影響，無需對被測物的表面進行清理。另外，本發明由于以漏磁場的拐點為變量測量厚度，因此檢測元件提離值的小波動對拐點值的影響較小，能有效地消除檢測元件提離值的誤差(由被測表面不平整或檢測元件自身定位引起的)對測量精度的影響。本發明還具有結構簡單、測量快捷方便、非接觸式測量等特點。

附圖說明