[实用新型]金属磁记忆诊断仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测金属应力集中的诊断装置，特别是指一种利用磁记忆效应而检测金属应力集中区的诊断仪。

背景技术

金属工件普遍应用于工农业生产和生活中，特别是在诸如生产车间等的大型设备，其质量的稳定性直接影响着生产进度和效益，而对于金属工件而言，其内部产生的缺陷无法由肉眼直接判断，当因内部缺陷而影响到外部时，此时设备往往已经不能使用，因此若能及早发现缺陷部位并进行处理，可大大节省维修时间，提高生产效率。

目前检测金属工件的内部缺陷，通常是利用铁磁性部件的缺陷会在外部强磁场作用下产生漏磁现象的原理，其机理是缺陷在强磁场作用下会“被动地”产生“磁泄漏”，从而让磁敏元件“方便地”逮着，进而判断其缺陷的大小和性质等。然而，这种方法必须采用笨重的磁化设备，且耗能大，检测过后往往需要对部件进行退磁，对一些在役设备、部件，或者复杂结构的部件，常规漏磁法往往难以实施，因此需要寻求其它的检测途径。

众所周知，地球存在着南、北极，地磁在人们的生活空间中可谓无处不在，无时不有，人们周边的铁磁性设备、部件，同样也处在地磁的“包围”之中。因此，它们也会被地磁场磁化，通常，人们未觉察到铁磁性部件的“磁性”，并非不存在“磁性”，而是其磁性强度较弱罢了。事实上，在役部件在周期性或振动性负载条件下，由于磁弹性和磁机械效应的作用，金属磁化强度将显著增加。磁记忆诊断技术就是利用缺陷或缺陷形成之前的微区变化在地球磁场作用下，“主动”发出磁场变化信息的这样一种特性，间接地判断铁磁性部件是否存在缺陷或应力集中区。

众所周知，铁磁性构件加工冷却硬化过程中，冷却硬化比较激烈的地方可能形成颈变，在构件形成颈变处(Hp＝0的断面)会发生位错的快速趋近，并引起微裂纹——形成后来构件损坏的发源点或应力集中线。当应力集中线与外部负荷作用力的方向垂直时，颈变引发构件断裂必定发生在应力集中线上，如果应力集中线沿构件的轴线分布或应力集中(Hp值变化强度)很小时，颈变的位置与构件的断裂往往不重合；虽然如此，但是随着负荷作用力的增加，可出现应力集中线向颈变处偏移。因此，及时地揭露在役金属构件的应力集中线是非常重要的。

机械零部件和金属构件发生损坏的主要根源，是各种微观和宏观机械应力集中。在应力集中区域，腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为激烈。机械应力同铁磁材料的自磁化现象和残磁状况有直接的联系，在地磁作用的条件下，缺陷处的导磁率减小，工件表面的漏磁场增大，铁磁性材料的这一特性称为磁机械效应。其表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系，磁机械效应的存在使得铁磁性金属工件的表面磁场增强，这一增强了的磁场“记忆”着部件的缺陷或应力集中的位置，这就是“磁记忆”效应，因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件缺陷或应力集中位置进行诊断。

本着前述思想，本设计人对现今检测金属内部缺陷或应力集中区的装置进行研究改进，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种金属磁记忆诊断仪，其可方便、准确地检测出金属工件内部的缺陷或应力集中区。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种金属磁记忆诊断仪，包括检测探头、数据处理模块、A/D转换模块、微处理器、显示模块、测距电路和报警模块；检测探头包括四个或八个按阵列排列的磁场传感器和与之连接的多路开关，多路开关的输出端连接数据处理模块；数据处理模块的输出端经由A/D转换模块连接微处理器，该微处理器还连接显示模块、测距电路和报警模块。

上述数据处理模块包括依次连接的检波电路、放大电路、差动放大电路、增益调整电路和滤波电路。

上述微处理器还连接有RS232接口或USB接口。

上述显示模块为LCD显示电路或LED指示灯。

上述微处理器还连接有键盘。

采用上述方案后，本实用新型通过利用磁记忆效应，通过检测金属工件表面的磁场分布情况，可方便准确地判断工件内部的缺陷或应力集中区，给出设备疲劳损伤的早期诊断，从而可尽早进行相应处理，防止设备完全损坏后再进行维修或更换，保持生产的连续性，降低维修费用，提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中磁场传感器的排列示意图；

图3是金属材料磁场的切向和法向分量示意图；

图4是被测金属材料的疲劳裂纹的函数示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型的结构及工作原理进行详细说明。