[發明專利]鐵磁構件非磁性覆層的大量程磁性測厚裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201310470185.8
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103499272A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 宋凱;劉堂先;張麗攀;鄔冠華
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

????本發明涉及一種鐵磁構件非磁性覆層的大量程磁性測厚裝置及其檢測方法。

背景技術

覆層厚度的丈量是加工產業、表面工程質量檢測的重要一環，也是衡量產品質量等級的必備手段。覆層厚度的測量方法，從對被測覆層是否進行破壞看，分為有損測量和無損測量。有損測量方法手段繁瑣，速度慢，而且測量會對物品造成破壞，多用于抽樣檢測。無損測量分為磁法、渦流法、射線法（包括β射線反射法、X射線衍射法、熒光X射線法等）、光學法（包括光切法、光電法、雙光束干涉法等）、電容法、微波法、熱電勢法和石英振蕩法等。現有的無損測厚方法在實際應用中存在著以下缺點：⑴?測量厚度較薄，覆層厚度測量范圍很難達到40mm或者以上；⑵?現有的涂鍍層厚度測量所采用的磁感應探頭通常是單點接觸式磁感應探頭，這種單點式磁感應探頭測量時與測量面接觸不穩定，影響測量結果；⑶?測量設備體積大，操作復雜，測量成本高且實際效率低。

綜上所述，在測量工業生產中許多鐵磁性產品表面覆蓋的，類似于橡膠等非鐵磁性覆層厚度較大時，使用有損測量后，產品將無法繼續使用，測量代價太高，使用現有無損測厚方法，使得效率低、成本大，且很難達到產品使用中的大厚度量程測量的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種鐵磁構件非磁性覆層的大量程磁性測厚裝置及其檢測方法，它具有方法簡單方便、測量量程大，精確度高和穩定性好的優點。

本發明是這樣來實現的，一種鐵磁構件非磁性覆層的大量程磁性測厚裝置，它包括墊板、磁敏傳感器、第一永磁體、第二永磁體、條形軛鐵、探頭連接線、處理電路、信號采集模塊、計算機采集測量裝置和探頭外殼，其特征在于，第一永磁體的上端和第二永磁體的上端分別連接在條形軛鐵兩端，第一永磁體的下端和第二永磁體的下端固定連接在墊板上，磁敏傳感器位于第一永磁體和第二永磁體之間，并固定在墊板上，探頭數據線連接在磁敏傳感器和處理電路之間，處理電路和計算機采集測量裝置之間連有信號采集模塊，磁敏傳感器、第一永磁體、第二永磁體和條形軛鐵均位于探頭外殼和墊板構成的空間內；所述墊板為非鐵磁性硬質材料。

所述的第一永磁體、第二永磁體和條形軛鐵連接構成U型磁軛。

所述的第一永磁體和第二永磁體異極相對，中間形成平行磁場。

????所述的磁敏傳感器的敏感面法線平行于鐵磁構件表面，且垂直于U型磁軛兩腳連線。

所述的處理電路包括信號第一級放大模塊、信號第二級放大模塊和濾波模塊。

所述檢測方法包括如下步驟：第(1)步制作探頭，將相同兩塊矩形永磁體不同極相對分別吸附在條形軛鐵兩端形成U型磁軛，將磁敏傳感器放置于永磁體中間，并通過探頭連接線接處理電路；第(2)步利用制作的探頭進行標定，使用與被測構件內部鐵磁性材料相同的材料，在其表面覆蓋已知厚度的非鐵磁性材料，探頭平放測得磁場大小，后增加覆層厚度并記錄磁場大小，利用兩組測得的磁場值與相應的厚度值作出磁場隨厚度變化的趨勢線；第(3)步實際測量，探頭平放于被測覆層表面，記錄磁場大小，對照該值在步驟2趨勢線中的位置，計算覆層厚度；所述U型磁軛在使用時平穩放置于覆層表面。

本發明的技術效果是：本發明方法簡單，探頭結構簡便、無需外加激勵、測量量程大和經濟性好，且具有很好的穩定性與重復性。

附圖說明

圖1是本發明鐵磁構件非磁性覆層厚度測量方法原理示意圖；

圖2是本發明U型磁軛產生的開放磁場分布圖；

圖3是本發明測厚探頭及裝置的結構示意圖；

圖4是本發明測厚探頭的三維顯示示意圖；

圖5是本發明裝置信號處理的原理方框圖；

圖6是本發明測量內球體橡膠覆層厚度實例探頭結構圖；

在圖中，1、墊板??2、磁敏傳感器??3、第一永磁體??4、第二永磁體??5、條形軛鐵??6、構件??7、探頭連接線??8、處理電路??9、信號采集模塊??10、計算機采集測量裝置??11、探頭外殼??12、鋼球??13、橡膠覆層??14、夾具Ⅰ?15、夾具Ⅱ??。

具體實施方式

下面通過借助實施例更加詳細地說明本發明；