[實(shí)用新型]一種磁巴克豪森噪訊的傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320413588.4
• 申請(qǐng)日: 2013-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203365027U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹何遲;康煜華;蔡春波;周蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/12
• 分類號(hào): G01L1/12
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及殘余應(yīng)力檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種磁巴克豪森噪訊的傳感器。

背景技術(shù)

利用磁測(cè)技術(shù)可以檢測(cè)鐵磁材料的服役應(yīng)力，它的檢測(cè)是鐵磁材料在受到外磁場(chǎng)的磁化后，內(nèi)部的磁疇會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，同時(shí)磁疇壁也會(huì)位移，而磁疇壁的運(yùn)動(dòng)正是MBN信號(hào)產(chǎn)生的根源。當(dāng)材料內(nèi)部存在殘余應(yīng)力時(shí)會(huì)對(duì)磁疇的旋轉(zhuǎn)和位移產(chǎn)生附加的阻力，這時(shí)外部應(yīng)力和內(nèi)部的殘余應(yīng)力是等效的，材料的磁化曲線和釋放的MBN信號(hào)的大小，隨應(yīng)力的大小、方向的不同而發(fā)生變化，故可以通過(guò)測(cè)量MBN信號(hào)的大小，來(lái)判斷材料受應(yīng)力的情況和估計(jì)疲勞損傷的到來(lái)。

利用磁測(cè)技術(shù)，還可以使測(cè)試工作變得簡(jiǎn)單且可以進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，只要將傳感器放置在被測(cè)構(gòu)件表面，就可以通過(guò)單片機(jī)存儲(chǔ)的應(yīng)力與MBN變化的關(guān)系曲線，立即反映出材料服役應(yīng)力和疲勞情況。另外利用磁彈波技術(shù)，不僅可以測(cè)量材料的殘余應(yīng)力和疲勞壽命，如果對(duì)其檢測(cè)機(jī)制及原理做進(jìn)一步的研究，它還可以開(kāi)拓許多工程在線檢測(cè)方向的研究。比如，硬度、材質(zhì)合格率等，使之能更好地為工業(yè)建設(shè)和工程需要服務(wù)。而實(shí)現(xiàn)磁測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要步驟就是磁巴克豪森噪訊的傳感器設(shè)計(jì)；傳感器是檢測(cè)儀表與被測(cè)對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部分，它的作用是感受被測(cè)量的變化，直接從對(duì)象中提取被測(cè)量的信息，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號(hào)。現(xiàn)有市場(chǎng)上并沒(méi)有關(guān)于磁巴克豪森噪訊的傳感器，因而加大了磁測(cè)技術(shù)的難度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種能實(shí)時(shí)檢測(cè)殘余應(yīng)力并且檢測(cè)效率高的磁巴克豪森噪訊的傳感器。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種磁巴克豪森噪訊的傳感器，包括磁化器、接收器和前置放大器，所述磁化器包括一U型鐵芯和繞制在U型鐵芯上的線圈，所述線圈的兩端連接在電源的兩極上，所述接收器是一個(gè)帶有圓柱形磁芯的接收線圈，接收器置于磁化器U型鐵芯的中部，所述接收線圈的一端接地，另一端與前置放大器相連。

所述前置放大器采用OP放大器。

本實(shí)用新型的有益效果在于：交流磁場(chǎng)激勵(lì)鐵磁材料，在鐵磁材料內(nèi)部產(chǎn)生MBN，產(chǎn)生的MBN會(huì)在接收器的接收線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，接收線圈上所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓信號(hào)進(jìn)入前置放大器放大放大后輸出，這樣本實(shí)用新型就可以對(duì)焊接結(jié)構(gòu)件中的殘余應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)、無(wú)損檢測(cè)，提高了檢測(cè)效率，減少了資源消耗。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的原理圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型磁化器鐵芯的形狀圖。

圖4為本實(shí)用新型前置放大器的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括磁化器1、接收器2和前置放大器3，所述磁化器1包括一U型鐵芯11和繞制在U型鐵芯上的線圈，所述線圈的兩端連接在勵(lì)磁電源的兩極上，所述接收器2是一個(gè)帶有圓柱形磁芯的接收線圈，接收器2置于磁化器1U型鐵芯11的中部，所述接收線圈的一端接地，另一端與前置放大器3相連。磁化器1、接收器2和前置放大器3這三個(gè)部分一起放在一個(gè)金屬盒子中以屏弊外界的電磁干擾，尺寸則取為4×3×5cm。

磁化器1是關(guān)鍵部件之一，它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小直接影響檢測(cè)結(jié)果，因此選擇合適的匝數(shù)及鐵磁材料的導(dǎo)磁率是非常重要的；鐵磁材料選用厚0.35mm,平整度較好，波浪度較小，一般取向的硅鋼Q11；磁化是一個(gè)區(qū)域而不是一個(gè)點(diǎn)，既要磁化區(qū)域小、集中，又要場(chǎng)強(qiáng)高，但若磁化器1過(guò)小，場(chǎng)強(qiáng)升高難度大，故磁化器1設(shè)計(jì)成如圖3所示的形狀；為克服磁漏損耗，對(duì)取向硅鋼片按圖3切割成形，然后逐步整形、清洗、干燥后，用F級(jí)浸漬漆（低溫快速固化聚酰胺環(huán)氧）涂在硅鉸片表面，然后將幾十片粘壓在一起，粘到10mm厚既成鐵芯（其間必須多80℃開(kāi)始加熱，以12℃/h的速度，直到140℃為止完成烘干），鐵芯三邊單線螺旋繞制漆包銅線，每層間加絕緣紙，再漬漆、干燥而成。