[發(fā)明專利]一種基于直流電位和渦流檢測(cè)法的材料電磁屬性測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711258187.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108051648B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解社娟;仝宗飛;朱光藝;李鵬;田明明;陳振茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R27/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R27/08;G01R33/022
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

一種基于直流電位和渦流檢測(cè)法的材料電磁屬性測(cè)量方法，該方法實(shí)驗(yàn)裝置由直流電位法裝置和渦流檢測(cè)法裝置組成；實(shí)現(xiàn)該方法時(shí)，首先通過(guò)直流電位法裝置中的恒流源給試件施加恒定電流激勵(lì)，用納伏表采集電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算可得到試件的電導(dǎo)率；然后通過(guò)渦流檢測(cè)法裝置中的激勵(lì)線圈給試件施加激勵(lì)，再用檢出線圈檢出電壓信號(hào)；由于檢出線圈的電壓信號(hào)與試件的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率均相關(guān)，所以在由直流電位法測(cè)得試件電導(dǎo)率的前提下就可以對(duì)渦流檢出信號(hào)通過(guò)共軛梯度法反演求得材料的磁導(dǎo)率；相較于傳統(tǒng)的試件電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的測(cè)量方法，本發(fā)明方法能達(dá)到同時(shí)測(cè)量磁性材料電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的目的，而且激勵(lì)頻率可調(diào)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于電磁方法的磁性材料電導(dǎo)率測(cè)量和磁導(dǎo)率測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種基于直流電位和渦流檢測(cè)法的材料電磁屬性測(cè)量方法。

背景技術(shù)

磁性材料是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要支柱材料之一，磁性材料的產(chǎn)品是表示一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的指標(biāo)，其需求則能粗略體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的國(guó)民生活水平。作為一種基礎(chǔ)功能材料，磁性材料應(yīng)用于生活的方方面面，目前磁性材料主要應(yīng)用于電信、電機(jī)、電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備等方面，它已逐漸成為促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵材料，所以對(duì)其電磁參數(shù)的測(cè)量顯得尤為重要。目前磁性材料電導(dǎo)率的測(cè)量方法主要有直流電位法和交流電橋法等，磁導(dǎo)率測(cè)量方法主要有沖擊檢流計(jì)法、磁通計(jì)法、核磁共振法和霍爾效應(yīng)法等。

直流電位法是測(cè)量材料電導(dǎo)率最常用的方法之一，它廣泛應(yīng)用于塑性變形檢測(cè)、疲勞損傷檢測(cè)、宏觀裂紋檢測(cè)等方面。直流電位法具有系統(tǒng)搭建簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單、靈敏度高和測(cè)量時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，所以它能方便快捷的精確測(cè)量磁性材料電導(dǎo)率。

渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需與被測(cè)物直接接觸，可進(jìn)行高速檢測(cè)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且渦流檢測(cè)中檢出線圈的電壓信號(hào)與被測(cè)材料的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率均相關(guān)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，首先通過(guò)直流電位法測(cè)得材料的電導(dǎo)率后，通過(guò)共軛梯度法反演的方法即可從渦流檢測(cè)檢出線圈的電壓信號(hào)中得到材料的磁導(dǎo)率，最終達(dá)到測(cè)量磁性材料電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的目的。

發(fā)明內(nèi)容

為了達(dá)到上述測(cè)量磁性材料電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的目的，本發(fā)明的目的在于提供一種基于直流電位和渦流檢測(cè)法的材料電磁屬性測(cè)量方法，該方法實(shí)驗(yàn)裝置由直流電位法裝置和渦流檢測(cè)法裝置組成。直流電位法裝置由恒流源、納伏表、掃描臺(tái)、數(shù)據(jù)采集裝置和四個(gè)探針組成，其中恒流源與(1)號(hào)、(4)號(hào)兩個(gè)探針相連，給其施加恒定電流，納伏表與(2)號(hào)、(3)號(hào)兩個(gè)探針相連，測(cè)量其之間的電壓，數(shù)據(jù)采集裝置與掃描臺(tái)、納伏表相連。渦流檢測(cè)方法裝置由信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集裝置、激勵(lì)線圈和檢出線圈組成，其中信號(hào)發(fā)生器與功率放大器、鎖相放大器相連，激勵(lì)線圈與功率放大器相連，檢出線圈與鎖相放大器相連，數(shù)據(jù)采集裝置與鎖相放大器相連，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器、功率放大器給激勵(lì)線圈施加正弦信號(hào)激勵(lì)，再用鎖相放大器采集檢出線圈的電壓信號(hào)。實(shí)現(xiàn)該方法時(shí)，首先將待測(cè)試件放置在掃描臺(tái)上，并將四個(gè)探針?lè)胖糜谠嚰媳砻?，用恒流源給其中兩個(gè)探針施加恒定電流，用納伏表測(cè)量其余兩個(gè)探針之間的電壓，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置采集到的電壓信號(hào)、恒流源輸出的電流信號(hào)和試件的尺寸可計(jì)算得到試件的電導(dǎo)率；然后通過(guò)信號(hào)發(fā)生器、功率放大器給激勵(lì)線圈施加正弦信號(hào)激勵(lì)，再用鎖相放大器采集檢出線圈的電壓信號(hào)；由于檢出線圈的電壓信號(hào)與被測(cè)試件的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率均相關(guān)，所以在由直流電位法測(cè)得試件電導(dǎo)率的前提下就可以對(duì)渦流檢出信號(hào)通過(guò)共軛梯度法反演求得材料的磁導(dǎo)率。相較于傳統(tǒng)的試件電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的測(cè)量方法，本發(fā)明方法能達(dá)到同時(shí)測(cè)量磁性材料電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的目的，而且本發(fā)明方法的檢測(cè)靈敏度高、激勵(lì)頻率可調(diào)、檢測(cè)系統(tǒng)易于搭建且成熟可靠，具有廣泛的應(yīng)用前景。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于直流電位和渦流檢測(cè)法的材料電磁屬性測(cè)量方法，包括如下步驟：