[發明專利]基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 202010993450.0
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN112129829B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 高秋華;張文明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征在于，通過將檢測試樣置于配制順磁性溶液中，通過對檢測試樣施加磁場實現懸浮姿態并計算得到順磁性溶液的密度與磁化率；通過對檢測試樣、順磁性溶液和磁場整體旋轉并采集不同轉速下檢測試樣在磁空間構造組件內穩定懸浮位姿信息，并以穩定懸浮位姿作為邊界條件，基于等效重力、抗磁力與離心力的力學平衡方程，計算得到檢測試樣內部密度分布，對比分析得到檢測試樣內部沿對稱軸方向的缺陷位置；

所述的檢測試樣內部密度分布，通過以下方式得到：

1)基于等體積劃分原理將檢測試樣分為N段，調節N次轉速，利用無線傳輸攝像機記錄不同轉速下檢測試樣在磁場中穩定懸浮的位姿，利用圖像處理方法得到不同轉速下每段中心位置坐標；

2)以不同轉速下檢測試樣穩定懸浮位姿信息作為邊界條件，列出不同轉速下的等效重力、抗磁力以及離心力的力學平衡方程、幾何約束方程以及剛體約束方程，計算求得每個每段中心位置的密度值；

3)將求解的密度值代入系統的勢能函數，驗證所得求解結果的正確性。

2.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的懸浮姿態，通過能夠旋轉的檢測平臺實現，該檢測平臺包括：測試臺板以及設置于其上的磁空間構造組件、檢測流道、無線傳輸攝像機、檢測流道支撐架和攝像機安裝架，其中：檢測流道通過檢測流道支撐架偏心穿過磁空間構造組件形成回路，無線傳輸攝像機通過攝像機安裝架正對磁空間構造組件設置。

3.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的測試臺板上設有用于固定磁空間構造組件、檢測流道支撐架與攝像機安裝架的螺紋安裝孔，從而實現磁空間組件旋轉偏心距以及檢測流道支撐架與攝像機安裝架的位置的調節。

4.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的檢測流道包括：微型泵以及設置于其兩側的放試樣槽和取試樣槽、檢測區間以及設置于檢測區間兩側的勢能差構造區間，其中：放試樣槽與取試樣槽位于同一垂直高度，勢能差構造區間為傾斜流道，其連通的放試樣槽與取試樣槽垂直高度高于檢測區間的垂直高度。

5.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的磁空間構造組件包括：環形磁體安裝夾具、與之相組裝的環形磁體緊固夾具以及設置于其中的兩個環形磁體，其中：環形磁體安裝夾具與環形磁體緊固夾具通過螺紋連接拼成環狀，并與環形永磁體外環為過渡配合關系。

6.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的力學平衡方程為：其中，i＝1,2…5，▽為哈密頓算子，F_j⁽ⁱ⁾為第j區域在第i組轉速下的合力。

7.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的幾何約束方程為(x_j-x₁)²+(z_j-z₁)²＝(jl)²，其中：每兩相鄰區域中心點間距為l，j＝1,2…5。

8.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的剛體約束方程為(z_j-z₁)×(x_j-x₁)-(z_j-z₂)×(x_j-x₂)＝0，其中：j＝1…5。

9.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的勢能函數U＝U_g+U_m+V^*，其中：試樣9的重力勢能、磁勢能以及離心勢能分別為：其中：g為重力加速度。

10.根據權利要求1所述的基于抗磁懸浮原理的流式缺陷檢測方法，其特征是，所述的檢測試樣內部密度分布，進一步通過改變磁空間構造組件的旋轉偏心距，在不同轉速下重復實驗，對前述檢測結果進行驗證。