[實用新型]基于巴克豪森原理的應力檢測裝置

有效

• 申請號: 201220145120.7
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN202794106U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 王平;田貴云;姚恩濤;王海濤;丁松;姬小麗
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/72
• 分類號: G01N27/72;G01J5/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本實用新型涉及一種基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，適用于檢測鋼軌的應力和預測鋼軌的疲勞狀態，保證鋼軌干線安全通行。

背景技術

鐵磁性材料具有良好的彈性、塑性，并且具有堅硬、耐腐、實用、取之方便、價格便宜等特點，是目前乃至今后工業領域中普通材料無法替代的工業材料。在工程技術領域，如建筑物、橋梁、鋼軌和管道等在使用過程中的損耗和壽命等工程技術指標不僅僅關系到產品的質量、壽命、價格，有些還關系到人的生命安全，因此包括鋼軌在內的鐵磁性材料的殘余應力和疲勞的檢測和預報成為工程技術界系帶解決的關鍵問題之一。殘余應力作為鐵磁性材料的重要指標，也成為對鐵磁性材料好壞進行評估的標準，如今常用的評估鐵磁性材料的殘余應力的常用NDT方法有：X射線法、電阻應變片法、超聲檢測法、金屬磁記憶法和巴克豪森噪聲法等。

在傳統的鐵磁性材料應力無損檢測的方法中，大多數方法要么比較復雜需要耦合劑，要么只能檢測比較表面的應力或裂紋，并不能很有效的檢測鐵磁性材料的應力，而巴克豪森噪聲檢測技術，是利用鐵磁材料在磁化的過程中發生磁疇翻轉這一微觀理論而測量的，通過鐵磁材料表面放置的檢測線圈就可以拾取此信號。

發現此信號與應力存在單調的對應關系，通過標定巴克豪森噪聲信號與應力的曲線，就可以測量鐵磁材料的應力。此方法快捷，方便，成熟，更關鍵的是適合檢測鐵磁材料。而在應力測量過程中，溫度對應力的影響不容忽視。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術不足，提供一種可同時考慮溫度影響，更加精確檢測鐵磁材料應力的檢測裝置。

本實用新型通過以下技術方案實現：

一種基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，包括鐵磁材料、信號輸入模塊、磁化器、傳感器模塊、信號處理采集模塊、系統處理顯示模塊以及電源電路；其中，

信號輸入模塊用于向磁化器輸入信號；

磁化器用于接受信號輸入模塊傳輸的信號后對鐵磁材料進行磁化，并產生磁信號；

傳感器模塊將磁信號轉換為電壓信號，電壓信號經過信號處理采集模塊后進入系統處理顯示模塊；

系統處理顯示模塊用于對實時采集的數據進行計算處理并顯示；

電源電路用于實現不同工作模塊的供電電壓要求；

還包括溫度檢測模塊，用于測量鋼軌表面和軌腰處的溫度，并將處理后溫度數據傳輸至系統處理模塊。

所述基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，信號處理采集模塊包括信號調理電路和高速數據采集卡；所述系統處理顯示模塊為上位機。

所述基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，溫度檢測模塊包括紅外溫度傳感器以及采集溫度信號的低速數據采集卡。

所述基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，還包括碼盤檢測模塊，用于準確定位每一個應力值在鋼軌上的位置，該碼盤檢測模塊包括碼盤變相電路和單片機計數電路。

所述基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，所述磁化器包括磁化線圈和鐵氧體磁軛。

所述基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，所述傳感器模塊包括檢測線圈。

所述基于巴克豪森原理的應力檢測裝置，所述輸入模塊為激勵電路，包括信號發生電路和功率放大電路。

本實用新型的有益效果在于：

1、由于溫度對巴克豪森噪聲信號的影響不能忽略，在采集巴克豪森噪聲信號的同時采集溫度信號，并將結果數據保存，以分析不同溫度下巴克豪森噪聲信號的特點。

2、本裝置可以實現非接觸式連續檢測，實時采集、處理、保存和顯示巴克豪森噪聲信號、溫度值和位移值，能夠比較準確的檢測鋼軌一定位置的應力。

附圖說明

圖1為本實用新型基于巴克豪森原理的應力檢測裝置的結構示意圖；

圖2為鐵磁材料試樣應力加載模型示意圖。

圖中：1，磁化線圈；2，鐵氧體磁軛；3，鐵磁材料；4，檢測線圈。?

具體實施方式

本實用新型的基于巴克豪森原理的應力檢測裝置包括巴克豪森噪聲信號處理采集模塊、溫度檢測模塊和碼盤檢測模塊，其組成主要包括：磁化器、檢測線圈、激勵電路、信號調理電路、碼盤檢測模塊、電源電路、數據采集卡、紅外溫度傳感器、上位機和鐵磁材料3。磁化器1包括磁化線圈1和鐵氧體磁軛2；激勵電路包括信號發生電路和功率放大電路；碼盤檢測模塊包括碼盤變相電路和單片機計數電路；數據采集卡包括采集巴克豪森噪聲信號的高速數據采集卡和采集溫度信號的低速數據采集卡；紅外溫度傳感器分別測量雙軌的表面和軌腰處的溫度。