[发明专利]一种自平衡激励法磁场信息感应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用磁场矢量变化信息和磁聚集信息对铁磁性金属构件探伤的装置，具体的说是一种自平衡激励法磁场信息感应装置。

背景技术

铁磁性金属构件具有良好的受磁特性，极易被外界磁场磁化；铁磁性金属构件被磁化后的磁场（磁力线矢量分布）与其金属材质的性状有密切的对应关系；铁磁性金属构件在其制造和使用过程中，因各种原因不可避免的会发生诸如：材料缺陷、结构变异、表面创伤、材质蜕变及各种导致其使用性能下降的功能退化或实体损伤现象，如不能及时发现将严重威胁构件的使用安全性而引发事故；铁磁性金属构件的各种失效状态，都可以利用其内部相应磁场矢量变化信息或磁聚集信息加以映射。因此，有效的采集这些磁场信息对及时发现和分析构件安全程度，合理修复或更新构件、保障生命财产安全，将起到十分积极的作用。现阶段对铁磁性金属构件的无损探伤方法一般为：过饱和励磁法和剩磁法。过饱和励磁法——是对被探测构件的某个局部施加使该局部达到过饱和状态的外加磁场，若该局部表面存在较严重破损，则将产生磁场泄漏，通过贴近该局部安置的传感器采集的漏磁信息判断损伤；剩磁法——是使用一定的磁化装置，使被探测构件的一部分或整体被磁化，再使用传感器装置，对带有相对较弱剩磁的构件部分或整体实施探测，通过对采集到的构件不同部位剩磁信息差异判断损伤。过饱和励磁法实施时，由于传感器必须在有较强大的外加磁场激励条件下工作，因此信号采集局限性大、信噪比低且实用性差：（1）相对较强的附加磁场（使被测构件达到过饱和磁化强度的磁场）的存在，导致传感器基准灵敏度钝化，同时，铁磁介质（构件金属材料部分）中的各异磁场信息均被噪声淹没（强磁同化），致使与构件内部各种变异退化、机械劳损等缺陷相映射的磁场信息根本无法有效采集，而安置于空气介质中（构件实体外部近表面）的传感器，只能采集到两种导磁介质（金属介质和空气介质）界面附近的漏磁场信息；（2）由于被测构件处于被过饱和磁化状态，其实体表面无论是否发生伤损，在接近实体表面的空气介质中都不同程度的存在泄漏磁场（噪声磁场）信息，依赖所采集漏磁场信息的强弱判断损伤，可靠性显然很低。另外，空气介质与铁磁金属材料介质的磁导率相差巨大（几百甚至上千倍），被测构件的漏磁场强度会在空气介质中急剧衰减，传感器必须尽可能接近构件实体表面才可获得较真实原始信息，在实际工矿现场使用时几乎无法保证探伤定量的可靠性。剩磁法在实际运用时，由于磁化和探测是两个相对独立的过程，经磁化后带有剩磁的构件随所处机器设备运行时，会由于多种原因（诸如：金属构件间的摩擦、碰撞和机械震动等）导致其剩磁场均匀性受到破坏，而依赖于采集构件剩磁场信息，并以构件各部分剩磁场信息差异化判断是否损伤，显然抗干扰能力低，所得到的结果存在明显的不确定性。社会生活和生产活动中大量使用铁磁性金属构件，迫切需要一种能够与生产运行同步完成的、实时探测构件安全状态的实用创新技术，而上述两种方法都无法满足构件使用现实安全需求，无法有效解决使用中的铁磁性金属构件的安全性问题。

由此可见，上述现有的铁磁性金属构件探伤手段在方法与使用上，显然仍存在有空白与缺陷，而亟待一种新技术的出现。为了解决现实存在的铁磁性金属构件使用安全性探查问题，相关科技企业莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的技术方法产生，而以现有方法生成的探伤装置又没有能力解决上述安全问题，此显然是相关科技业者急欲解决的课题。因此，如何能创建一种新技术的自平衡激励法磁场信息感应装置,实属当前重要研发课题之一，是当前相关科技业界极需实现的目标。

有鉴于上述现有方法及其装置存在的空白，本发明人基于从事此类技术研究、实验及其产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创建一种新技术方法的自平衡激励法磁场信息感应装置,能够填补一般现有的技术方法空白，使其更具有实用性、有效性和创新性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具创新实用价值的本发明。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种自平衡激励法磁场信息感应装置，能够在自平衡模式下激励磁场，确保磁敏感传感器与自平衡激励同步完成对构件磁场矢量变化信息和磁聚集信息的高分辨采集。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种自平衡激励法磁场信息感应装置，包括两个完全相同的磁体和一个轴向磁敏传感器，两个磁体以同极性端相对的方式，等间距的设置在轴向磁敏传感器的轴向两端，两个磁体的轴线以及轴向磁敏传感器的轴线，呈三轴线重合的状态，所述的磁敏感传感器为高导电率导线螺线管，该螺线管按同一绕向绕制，一端为输入端、另一端为输出端。