[发明专利]一种金属材料电导率的检测方法和检测装置

说明书

本发明公开了一种金属材料电导率的检测方法和检测装置，属于电磁检测技术领域。具体为将四根探针放置于被检金属构件的检测区域表面，将电流激励探针对接入双极性脉冲电流源，电压检测探针对接入电压表，利用处理器控制双极性脉冲电流源输出正负脉冲电流，利用电压表采集电压检测探针对两端的电压信号后输出数字量的电压检测信号给处理器，在处理器内对电压检测信号进行处理，计算出电压检测信号峰峰值的平均值，结合正负脉冲电流的幅值和系统修正系数计算被检金属构件的电导率。利用本发明所提供的方法能够同时用于检测铁磁金属材料和非铁磁金属材料的电导率，适用性更广，同时采用正负脉冲电流激励，消除测量时的零点偏移误差。

技术领域

本发明属于电磁检测技术领域，涉及一种金属材料电导率的检测方法和检测装置。

背景技术

电导率是表征金属材料导电性能的一个重要参数，它与材料的材质、微观组织、热处理状态密切相关。通过检测金属材料的电导率，可以对原材料进行分拣和辨识，判断退火、淬火等热处理状态，评估构件的硬度和机械性能，检测构件内残余应力和金相组织变化等。因此，对金属材料的电导率进行无损检测，具有重要意义。

四探针法是目前测量土壤、半导体等材料电导率的重要方法，它具有设备简单、操作方便、测量结果比较准确的优点。典型的四探针法有四根金属探针与被检构件接触，通过其中两根探针往被检构件中通入一定的直流电流，然后用电压表测量另外两根探针之间的直流电压，以此计算出被检构件的电导率。

因为金属材料的导电性好，电导率一般较大，所以用四探针法检测金属构件电导率时，需要很大的电流激励，才能产生足够强度的电压信号，导致现有的直流四探针法无法检测金属构件的电导率。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属材料电导率的检测方法和检测装置。利用幅值大、持续时间短的正负脉冲电流作为激励，通过两根探针通入被检金属构件中，然后用电压表采集另外两根探针之间的电压信号后输出电压检测信号给处理器，处理器计算出电压检测信号的峰峰值，最后计算出被检金属构件的电导率。

本发明提供一种金属材料电导率的检测方法，具体包括步骤：

步骤一、对被检金属构件进行表面预处理，在被检金属构件表面标记检测区域。

步骤二、将电流激励探针C₁、电流激励探针C₂、电压检测探针P₁和电压检测探针P₂垂直放置于被检金属构件的检测区域表面，使四个探针与被检金属构件之间电气接触；将电流激励探针C₁和C₂接入双极性脉冲电流源，电压检测探针P₁和P₂接入电压表。

步骤三、在检测时间t＝0时刻开始，处理器向双极性脉冲电流源输出触发信号，控制双极性脉冲电流源为电流激励探针C₁和C₂输出正负脉冲电流。

步骤四、利用电压表采集电压检测探针对P₁和P₂两端的电压信号，并输出数字量的电压检测信号给处理器。

步骤五、在处理器内对电压检测信号进行处理，计算出电压检测信号峰峰值的平均值U_p，结合正负脉冲电流的幅值I₀，计算被检金属构件的电导率σ：

进一步的，采用系统修正系数κ，对所计算出被检金属构件的电导率σ进行修正，得到最终电导率σ′：