[發(fā)明專利]高分辨率巴克豪森噪聲與增量磁導(dǎo)率掃查成像系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811058264.7
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN109407018A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉秀成;尚萬里;王麗婷;王楠;何存富;吳斌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/12
• 分類號(hào): G01R33/12;G01N27/72;G01N27/90;G01L5/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.高分辨率巴克豪森噪聲與增量磁導(dǎo)率掃查成像系統(tǒng)，其特征在于：雙路信號(hào)激勵(lì)電路(1)與功率放大器(2)連接，勵(lì)磁線圈(3)纏繞在勵(lì)磁磁芯(13)上并連接到功率放大器(2)，被測試件(8)固定于勵(lì)磁磁芯(13)極靴之間的載物臺(tái)(9)中，磁頭(7)與信號(hào)調(diào)整電路(5)連接，磁頭(7)主要由磁芯(18)、檢測線圈(14)、感應(yīng)線圈(17)、彈簧(15)和傳感器外殼(16)組成，磁頭(7)由磁芯(18)、檢測線圈(14)、感應(yīng)線圈(17)、彈簧(15)和傳感器外殼(16)組成，彈簧(15)和磁芯(18)安裝在傳感器外殼(16)的中間，磁芯(18)位于彈簧(15)下方；磁芯(18)為不閉合的框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的不閉合處設(shè)有外凸的對稱鉤狀結(jié)構(gòu)，兩鉤狀結(jié)構(gòu)的尖端間存在小于1μm的空氣氣隙；檢測線圈(14)和感應(yīng)線圈(17)纏繞于磁芯(18)上，將磁頭(7)和霍爾元件(4)分別放置于被測試件(8)的上下表面，霍爾元件(4)和信號(hào)調(diào)整電路(5)與多通道數(shù)據(jù)采集卡(6)連接，三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(12)與運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)(11)連接，同時(shí)把多通道數(shù)據(jù)采集卡(6)和運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)(11)連接到上位機(jī)(10)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率巴克豪森噪聲與增量磁導(dǎo)率掃查成像系統(tǒng)，其特征在于：對試件進(jìn)行巴克豪森噪聲掃查成像的流程是：雙路信號(hào)激勵(lì)電路(1)中產(chǎn)生一路低頻0.5～200Hz正弦波信號(hào)，經(jīng)功率放大器(2)進(jìn)行功率放大后，通入勵(lì)磁磁路的勵(lì)磁線圈(3)，提供低頻交變磁場對被測試件(8)進(jìn)行周期磁化，固定放置于被測材料下表面的霍爾元件(4)檢測切向磁場強(qiáng)度信號(hào)，磁頭(7)沿被測試件(8)上表面檢測巴克豪森噪聲信號(hào)，切向磁場強(qiáng)度信號(hào)和巴克豪森噪聲信號(hào)均被多通道數(shù)據(jù)采集卡(6)采集和存儲(chǔ)，三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(12)搭載磁頭(7)，依據(jù)設(shè)定的掃描路徑和步長對試件進(jìn)行巴克豪森噪聲檢測，經(jīng)過信號(hào)調(diào)整電路(5)濾波處理和前置放大后，由上位機(jī)(10)對信號(hào)進(jìn)行特征提取，得到BN包絡(luò)線的最大值M_max、一個(gè)磁化周期內(nèi)BN包絡(luò)線的平均值M_mean、BN包絡(luò)線與縱軸的截距M_r、M_max對應(yīng)的切向磁場強(qiáng)度H即H_cm、25％M_max處對應(yīng)的峰寬DH25m、50％M_max處對應(yīng)的峰寬DH50m和75％M_max處對應(yīng)的峰寬DH75m等磁參量，各磁參量在磁頭(7)空間掃描軌跡處的分布即代表巴克豪森噪聲掃查成像結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率巴克豪森噪聲與增量磁導(dǎo)率掃查成像系統(tǒng)，其特征在于：由上位機(jī)(10)控制多功能電磁檢測裝置對鐵磁性塊體或磁性薄膜材料進(jìn)行局域化巴克豪森噪聲、渦流和增量磁導(dǎo)率等特征磁信號(hào)檢測，上位機(jī)(10)中的軟件能從檢測的特征磁信號(hào)中提取至少十四項(xiàng)磁參量；采用三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)搭載電磁檢測裝置中的磁頭(7)對鐵磁性塊體或磁性薄膜材料進(jìn)行平面掃查，得到磁參量的空間分布成像結(jié)果；改變磁頭(7)采用的磁芯(18)末端空氣間隙寬度0.2～10μm，磁頭(7)的橫向分辨率可在10～100μm范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率巴克豪森噪聲與增量磁導(dǎo)率掃查成像系統(tǒng)，其特征在于：磁頭(7)作為絕對式渦流傳感器，獨(dú)立對鐵磁性塊體或磁性薄膜材料進(jìn)行渦流掃查成像，也能與勵(lì)磁磁路同步運(yùn)行，對鐵磁性塊體或磁性薄膜材料進(jìn)行增量磁導(dǎo)率掃查成像，檢測流程是：雙路信號(hào)激勵(lì)電路(1)中產(chǎn)生一路低頻0.5～200Hz正弦波信號(hào)，經(jīng)功率放大器(2)進(jìn)行功率放大后，通入勵(lì)磁磁路的勵(lì)磁線圈(3)，提供低頻交變磁場對被測試件(8)進(jìn)行周期磁化；同步產(chǎn)生另一路高頻100～500kHz正弦波信號(hào)通入磁頭(7)的感應(yīng)線圈(17)，以在被測材料局域產(chǎn)生高頻渦流場，固定放置于被測試件(8)下表面的霍爾元件(4)檢測切向磁場強(qiáng)度信號(hào)，磁頭(7)沿被測材料上表面進(jìn)行渦流檢測，切向磁場強(qiáng)度信號(hào)和渦流檢測信號(hào)均被多通道數(shù)據(jù)采集卡(6)采集和存儲(chǔ)，三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(12)搭載磁頭(7)，依據(jù)設(shè)定的掃描路徑和步長對試件進(jìn)行渦流掃查，上位機(jī)(10)對接收的渦流信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)得到虛部，隨切向磁場強(qiáng)度的變化軌跡即為增量磁導(dǎo)率蝶形曲線，特征磁參量包括：IP包絡(luò)線的最大值μ_max、一個(gè)磁化周期內(nèi)IP包絡(luò)線的平均值μ_mean、IP包絡(luò)線與縱軸的截距μ_r、μ_max對應(yīng)的切向磁場強(qiáng)度H即H_cu、25％μ_max處對應(yīng)的峰寬DH25u、50％μ_max處對應(yīng)的峰寬DH50u和75％μ_max處對應(yīng)的峰寬DH75u,各磁參量在磁頭(7)空間掃描軌跡處的分布即代表增量磁導(dǎo)率掃查成像結(jié)果。