[發明專利]九腳磁性應力傳感器探頭

無效

• 申請號: 201110322895.7
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN103063734A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 殷春浩;殷冬寧
• 申請（專利權）人: 無錫強力環保科技有限公司
• 主分類號: G01N27/72
• 分類號: G01N27/72;G01L1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種檢測鐵磁性材料的載荷或殘留應力的傳感器，尤其涉及一種適應于鐵磁性材料的載荷或殘留應力的九腳磁應力傳感器探頭。

背景技術

鐵磁性材料在機械加工和熱加工的過程中都會產生不同的殘留應力，殘留應力的存在對材料的力學性能有著很大的影響，焊接件的制造和熱處理過程中尤為明顯，殘留應力的存在一方面工件會降低強度，使工件在制造的過程中，產生變形和開裂等工藝缺陷，另一方面在制造后的自然釋放過程中，使材料的疲勞強度、應力腐蝕等力學性能降低，從而造成使用中的諸多問題；

大量的工程實踐證實載荷應力是影響大型橋梁、大型壓力容器、大型金屬構造物材料的疲勞強度、應力腐蝕等力學性能的主要因素；

因此，為了對鐵磁性材料進行載荷（殘留）應力檢測人們設計制造了磁性應力測量儀器，磁性應力測量中傳感器探頭是磁性應力測量儀器的關建部件，它決定了由應力引起的鐵磁性材料測點處磁特性各向異性效應轉變成電信號的具體形式和方法及實現的手段，傳統的應力傳感器存在檢測精度低，靈敏度差以及適應性差的缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種九腳磁性應力傳感器探頭，其具有優良的電氣性能和磁學性能，靈敏度高以及表面適應性強特點；

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種九腳磁性應力傳感器探頭，其包括磁芯支架，所述磁芯支架的一側延伸有九個磁芯腳，所述磁芯腳上纏繞有一磁化線圈和兩檢測線圈，所述磁化線圈連接交流供電裝置，所述兩個檢測線圈與傳感器的處理芯片通信連接；

特別地，所述九腳磁性應力傳感器探頭配合被測點為平面、柱形曲面、球形曲面的任一種結構和相應的任一種尺寸；

特別地，所述磁芯支架由電工純鐵或大塊非晶鐵磁性材料加工而成；

特別地，所述磁芯支架延伸有九個磁芯腳，一個磁化線圈和兩個檢測線圈分別纏繞在一個中心磁芯腳和兩組間隔設置的八個磁芯腳上；

本發明的有益效果為，所述磁應力傳感器探頭通過磁化線圈和檢測線圈將被測點的磁特性各向異性效應轉變成可以被調理的電信號發送給傳感器的處理芯片，以對鐵磁性材料的載荷或殘留應力進行檢測，具有優良的電氣性能和磁學性能。靈敏度高，表面適應性強。

附圖說明

下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明：

圖1為本發明九腳磁性應力傳感器探頭的結構示意圖；

圖中：

1、3、檢測線圈引出線；2、磁化線圈引出線；4、磁芯支架；A、C、E、G四磁芯腳其上繞一組檢測線圈引出線為1；B、D、F、H四磁芯腳其上繞一組檢測線圈引處線為3;E一中心磁芯腳其上繞一組磁化線圈引出線為2。

具體實施方式

請參照圖1所示，圖1為本發明九腳磁性應力傳感器探頭的結構示意圖。于本實施例中，所述九腳磁應力傳感器探頭包括磁芯支架4，所述磁芯支架4由純鐵或大塊非晶鐵磁性材料加工而成，且所述磁芯支架4的一側延伸有九個磁芯腳，所述磁芯腳上纏繞有一個磁化線圈和兩組檢測線圈，所述磁化線圈和檢測線圈分別纏繞在一個中心磁芯腳和兩組間隔設置的八個磁芯腳上，所述磁化線圈通過磁化線圈引出線2接入交流電流，所述兩個檢測線圈通過檢測線圈引出線1、3與傳感器的處理芯片通信連接；

所述九腳磁性應力傳感器探頭配合被測點可為平面、柱形曲面、球形曲面的任一種結構和相應的任一種尺寸；

所述九腳磁性應力傳感器探頭的工作原理為：磁化線圈通有交流電流，這個探頭放在鋼板上，在沒有應力時，探頭繞有檢測線圈的兩組磁芯腳都處在等磁位點，檢測線圈沒有輸出信號，此時輸出電壓為零，當鋼材有載荷（殘留）應力時，由于鋼板上有載荷(殘留)應力，所以鋼材在被磁化時存在由載荷（殘留）應力引起的磁性各向異性，此時繞有檢測線圈的兩組磁芯腳的磁性發生了變化，即兩組磁芯腳的磁位不同，因此當磁化信號呈周期性變化時，兩個檢出線圈中就會分別產生兩個輸出信號電壓v1、v2。這兩個電壓和磁化電壓被同期檢波后，其輸出電壓與應力的關系為：k(/2=s1-s2;j=(-Tan-1(v2/v1))/2這里，這里，????????????????????????????????????????????????是作用在鋼板上的主應力，是和探頭方向的夾角，K是由校正曲線得出的常數。實際測量應力時，用磁性探頭在測量點測出兩個輸出電壓。然后，利用校正曲線求出主殘留應力差和方向；

上述九腳磁性應力傳感器探頭通過磁化線圈和檢測線圈將被測點的磁特性各向異性效應轉變成可以被調理的電信號發送給傳感器的處理芯片，以對鐵磁性材料的載荷或殘留應力進行檢測，具有優良的電氣性能和磁學性能。靈敏度高，表面適應性強。?