[发明专利]磁性应力无损检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁磁性材料的载荷或残留应力，尤其涉及一种适应于铁磁性材料的载荷或残留应力的非接触式无损检测系统。

背景技术

铁磁性材料在机械加工和热加工的过程中都会产生不同的残留应力，残留应力的存在对材料的力学性能有着很大的影响，焊接件的制造和热处理过程中尤为明显，残留应力的存在一方面工件会降低强度，使工件在制造的过程中，产生变形和开裂等工艺缺陷，另一方面在制造后的自然释放过程中，使材料的疲劳强度、应力腐蚀等力学性能降低，从而造成使用中的诸多问题。

目前，大量的工程实践证实载荷应力是影响大型桥梁、大型压力容器、大型金属构造物材料的疲劳强度、应力腐蚀等力学性能的主要因素。

因此，为了对铁磁性材料进行残留或载荷应力检测人们设计制造了应力检测装置，传统的应力检测装置存在检测精度低，检测周期长，使用寿命短、成本较高和测试方法不方便的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性应力无损检测系统，其具有提高了检测精度，缩短了检测周期，从而延长设备的实际使用寿命，降低了耗材成本，同时保证了低成本优势的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种磁性应力无损检测系统，其包括：

至少一磁应力传感器，所述磁应力传感器包括用于对被测点进行磁化的交流磁化单元以及用于提取被测点磁特性各向异性效应的电信号的检测线圈单元，所述检测线圈单元发送检测到的电信号给放大整流单元；

一放大整流单元，与磁应力传感器通信连接，用于接收检测线圈单元发送的电信号，并对该电信号进行放大、整流处理后，发送一电压信号给处理单元，

一处理单元，与放大整流单元通信连接，接收到放大整流单元发送的电压信号后，根据该电压信号的大小、方位和磁化电流频率的调控以及同种材料的校正曲线，测算出被测点的二维磁应力、三维磁应力的大小和方向，

一显示单元，用于显示检测出的被测点的二维磁应力、三维磁应力的大小和方向。

特别地，所述磁应力传感器设置为一个。

特别地，所述交流磁化单元为设置于磁应力传感器上的交流磁化线圈。

本发明的有益效果为，所述磁性应力无损检测系统将含有残留应力或载荷应力的铁磁性材料中存在的磁特性各向异性效应，该物理效应转变为可调理电信号。使铁磁性材料在使用过程中的残留应力和载荷应力二维应力、三维应力的大小和方向的无损、高效检测成为现实，不仅提高了检测精度，缩短了检测周期，从而延长设备的实际使用寿命；而且降低了耗材成本，成本较低。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明磁性应力无损检测系统的系统方块图。

图中：

1、磁性应力无损检测系统；2、磁应力传感器；3、交流磁化单元；4、检测线圈单元；5、放大整流单元；6、处理单元；7、显示单元。

具体实施方式

请参照图1所示，图1为本发明磁性应力无损检测系统的系统方块图。于本实施例中，所述磁性应力无损检测系统1包括一磁应力传感器2，所述磁应力传感器2包括用于对被测点进行磁化的交流磁化单元3以及用于提取被测点磁特性各向异性效应的电信号的检测线圈单元4，所述交流磁化单元3为设置于磁应力传感器2上的交流磁化线圈，所述检测线圈单元4发送检测到的电信号给放大整流单元5；所述放大整流单元5与磁应力传感器2通信连接，用于接收检测线圈单元4发送的电信号，并对该电信号进行放大、整流处理后，发送一电压信号给处理单元6，所述处理单元6与放大整流单元5通信连接，接收到放大整流单元5发送的电压信号后，根据该电压信号的大小、方位和磁化电流频率的调控以及同种材料的校正曲线，测算出被测点的二维磁应力、三维磁应力的大小和方向，显示单元7用于将处理单元6检测出的被测点的二维磁应力、三维磁应力的大小和方向显示出来。

所述磁性应力无损检测系统1利用含有残留应力或载荷应力的铁磁性材料中存在磁特性的各向异性效应这一特点，在强磁性材料应力被测点处利用交流磁化单元3对测点进行交流磁化，然后使用一个检测线圈单元4提取被测铁磁性材料测点处磁特性各向异性效应的电信号，对这个电信号利用放大整流单元5进行放大、整流等信号调理后输出一个电压信号利用这个信号的大小、方位和磁化电流的频率的调控，通过处理单元6测算出被测铁磁性材料测点处的二维应力、三维应力的大小和方向，从而实现了铁磁性材料在使用过程中的残留应力和载荷应力的无损、高效检测。

上述磁性应力无损检测系统实现了二维、三维应力的检测，测量效率高、测试方法简便、灵活，能达到被测铁磁性材料物体的任何部位；测试精度高、能够进行非接触的无损测量，更可以测被测物表面有涂层的铁磁性物体应力。