[發(fā)明專利]本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210378566.9
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN103712719A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷春浩
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫強(qiáng)力環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: G01L1/12
• 分類號: G01L1/12;G01N27/72
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵磁性材料的殘留應(yīng)力和殘余奧氏體，更具體地說是一種適應(yīng)于鐵磁性材料的應(yīng)力和殘余奧氏體含量的本安型的測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鐵磁性材料在機(jī)械加工和熱加工的過程中都會產(chǎn)生不同的殘留應(yīng)力，殘留應(yīng)力的存在對材料的力學(xué)性能有著很大的影響；奧氏體是鐵的一種相，殘余奧氏體是指發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變后，還有少量未發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體；

大量的工程實(shí)踐證實(shí)殘留應(yīng)力是影響大型橋梁、大型壓力容器、大型金屬構(gòu)造物材料的疲勞強(qiáng)度、應(yīng)力腐蝕等力學(xué)性能的主要因素；殘余奧氏體對材料的機(jī)械性能、物理性能、工藝性能都有重要的影響；適量的殘余奧氏體可提高韌性，抗接觸疲勞及低溫韌性，減少組織應(yīng)力和淬火變形；但過量的殘余奧氏體會降低硬度、耐磨性。特別對一些尺寸、穩(wěn)定性要求甚高的零件，量具和軸承，殘余奧氏體的存在會影響精度和壽命；

尤其在易燃、易爆、高空、高溫、高壓的危險區(qū)域，比如說煤礦中，對鐵磁性設(shè)備進(jìn)行安全檢測來保證設(shè)備的安全運(yùn)行，能大大降低事故發(fā)生的幾率；

因此，測量鐵磁性材料的殘留應(yīng)力和殘余奧氏體含量對保證鐵磁工件質(zhì)量具有極為重要的意義。然而傳統(tǒng)意義上，存在很難做到實(shí)時實(shí)地得測量，而且檢測難度大，檢測周期長以及檢測成本較高的缺點(diǎn)和測試存在很高的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)。其具有檢測難度低，檢測周期短，大大降低了耗材成本，而且測試方法簡便、同時實(shí)現(xiàn)了鐵磁性材料分層測量的特點(diǎn)；

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)，其包括：

一信號發(fā)生單元，用于產(chǎn)生可調(diào)頻率的電信號并發(fā)送這些信號給安全控制單元，

一安全控制單元，與信號發(fā)生單元連接，用于控制上述信號發(fā)生單元產(chǎn)生電信號的電流大小，并發(fā)送電信號給四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器，

至少一個四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器，與安全控制單元連接。所述四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器包括用于對被測點(diǎn)進(jìn)行交流磁化的交流磁化單元以及檢測被測點(diǎn)磁特性效應(yīng)的電信號的檢測線圈單元，其中所述交流磁化單元接收到上述同頻功率放大單元的電信號后發(fā)送電信號給同頻信號放大單元，所述檢測線圈單元發(fā)送檢測到的電信號給同頻放大整流單元，

一同頻信號放大單元，與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器通信連接，用于接收交流磁化單元發(fā)送的電信號，并對該信號進(jìn)行同頻放大處理后，發(fā)送相應(yīng)電壓信號給處理單元，

一同頻放大整流單元，與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器通信連接，用于接收檢測線圈單元發(fā)送的電信號，并對該電信號進(jìn)行同頻放大、整流后，發(fā)送相應(yīng)電壓信號給處理單元，

一處理單元，與同頻信號放大單元和同頻放大整流單元通信都連接，接收到同頻放大整流單元發(fā)送的電壓信號，利用同頻放大整流單元發(fā)送的電壓信號的大小、方位及該鐵磁性材料的校正曲線，測算出被測點(diǎn)的應(yīng)力的大小和方向；或?qū)⒃撾妷盒盘枩y算成M（磁化強(qiáng)度），同時接收到同頻信號放大單元發(fā)送的電壓信號，將其測算成H（磁場強(qiáng)度），改變上述的H（磁場強(qiáng)度）來得到鐵磁性材料的飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線，進(jìn)而測算出鐵磁性材料殘余奧氏體的含量；從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)力和殘余奧氏體含量的安全測量，

一顯示單元，用于顯示被測點(diǎn)的磁性力大小和方向或飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線；

特別地，所述四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器設(shè)置為至少為一個或多個，所述交流磁化單元為設(shè)置于四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器上的交流磁化線圈；

本發(fā)明有益效果為，所述本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)利用含有應(yīng)力的鐵磁性材料中存在磁特性各向異性效應(yīng)以及鐵磁性材料中奧氏體與馬氏體不同的磁特性效應(yīng)，這兩個物理效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)理的電信號，并通過對電信號換算處理，得到了鐵磁性材料的磁應(yīng)力大小、方向或飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線；再利用電磁場的滲透深度和電磁場頻率的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了鐵磁性材料中應(yīng)力和殘余奧氏體的安全檢測。不僅降低了檢測的難度，縮短了檢測周期，實(shí)現(xiàn)了材料的分層測量；又由于對材料沒有損傷而降低了耗材成本，成本較低。

附圖說明

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明；

附圖1為本發(fā)明本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖；

圖中：