[发明专利]磁致伸缩系数的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种磁致伸缩系数的测量装置，包括气浮动平台、激光测振仪、励磁单元、反光片自粘单元、滑动单元及取样单元；滑动单元包括一对导轨及可滑动地安装在导轨上的U型导轨；取样单元包括可滑动地安装在U型导轨上的机械抓手、设置在机械抓手一端的前吸盘及设置在机械抓手另一端的后吸盘，以及设置在导轨之间的试样待测框、试样测量框及试样回收框；反光片自粘单元包括布置在试样待测框旁的电动转盘及安装在机械抓手上的电磁吸盘。测量装置测量取向电工钢片的磁致伸缩应变量、噪声水平值的再现性可控制在3％以内，测量精度超过实验室的控制要求；同时，该测量装置实现了电工钢片磁致伸缩系数的非接触测量，效率高。

技术领域

本发明属于硅钢产品检测技术领域，具体涉及一种磁致伸缩系数的测量装置及测量方法。

背景技术

磁致伸缩效应是指铁磁材料在外加磁场环境下，材料的体积或尺寸随磁化强度增加而发生相应变化的现象。1842年，物理学家W. P.Joule发现了铁材料的磁致伸缩现象，随后关于铁合金的磁致伸缩现象也相继被发现，并对这些铁合金材料进行了研究。研究发现当这些铁磁材料受到外力或发生形变时可改变周围磁场，从而引发周围磁场规律性的变化，也就是物理学家维拉利发现的磁致伸缩逆效应，一般习惯称之为维拉利效应或逆磁致伸缩。以上研究表明，铁磁材料在外磁场下的形变和磁化强度有密切关系。磁致伸缩测量设备一般分为基于应变片方式和激光检测方式的测量系统。目前，国内外为一般应用应变片式磁致伸缩测量系统。

自2010年国际电工委员会公布了电工钢片磁致伸缩特性测量系统的技术报告IEC/TR62581后，行业内开始使用激光这一非接触测量方式实现磁致伸缩系数的测量。德国BROCKHAUS基于该技术文本，生产了用于一维磁致伸缩系数测量的测试系统。该测量系统包括主机、测量装置、激光发射接收器三部分组成。2018年6月，日本专家Masao结合多年的测量经验，再次提出了修订文本68/602/NP “Magnetic materials-Part 17:Methods ofmeasurement of the magnetostriction characteristics of electrical steel stripand sheet by means of a single sheet tester and an optical sensor”，目前，该文本也在逐渐讨论和验证中。而德国BROCKHAUS于2010年开发的一维磁致伸缩系数测量系统并不适应该标准文本的变化。

另外，进一步试验发现，Brockhaus开发的磁致伸缩测量仪的测量再现性偏差较大，一般都在10％以上，极端情况下会到50％，测量精度差，不符合实验室的精度要求。同时，现有采用激光测量磁致伸缩系数的设备，均需要手动在试样上粘接反光片、取放样品等人工操作，效率低，与当前低噪声取向电工钢产品指数式的增长需求和日益加快的产品检测周期要求不符。

目前，根据IEC技术报告68/602/NP的要求，现有取向硅钢(电工钢)交流磁致伸缩系数测量装置的再现性高达10％以上，且这些装置均需要手动在试样上粘接反光片、取放样品等人工操作，效率低，与当前低噪声取向电工钢产品指数式的增长需求和日益加快的产品检测周期要求不符。另外，由于人工粘贴反光片、调整激光焦点，反光片与激光器之间细小的位置和距离差异均会放大接收能量的随机波动，加上测量装置内部部分影响因素没有规避，导致测量结果波动性很大。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种再现性控制在 3％以内、且精度效率高的磁致伸缩系数的测量装置及测量方法。

为实现上述目的，本发明所设计的磁致伸缩系数的测量装置，包括气浮动平台，均布置在所述气浮动平台上表面的激光测振仪、励磁单元、反光片自粘单元、滑动单元及取样单元；