[发明专利]一种洛伦兹力微颗粒探测法的校准方法

权利要求书

1.一种洛伦兹力微颗粒探测法的校准方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、在待测导体(1)的外部沿待测导体(1)的轴线方向同轴且等间距设置三组传感器阵列，并且相邻传感器阵列在周向的夹角为120°，所述传感器阵列由环状Halbach磁系统(6)和力传感器组成，环状Halbach磁系统(6)和力传感器电性连接，环状Halbach磁系统(6)为电磁敏感区内分布相对均匀的磁场；

S2、数值标定：以微颗粒(2)的质心位于待测导体(1)的轴线上时获得的测量值为基准值进行数值标定，对位置位于离轴心一定距离处的微颗粒(2)的探测结果进行修正，具体步骤为：

微颗粒(2)在圆柱形的待测导体(1)内随机分布，步骤S1所述校准传感器用于检测微颗粒(2)经过电磁敏感区的测量信号，以微颗粒(2)的质心位于待测导体(1)的轴线上时获得的洛伦兹力的反作用力作为基准值进行数值标定，获得测量力与微颗粒(2)尺寸之间的关系，对位于待测导体(1)横截面任意半径处的微颗粒(2)的探测结果进行校准修正；

其中，数值标定方法为：待测导体(1)的速度为匀速V，假设微颗粒(2)位于轴线上，在磁系统上可测得力信号ΔF′；保持导体的速度V不变，取一系列微颗粒(2)尺寸半径分别为R1，R2，…，Rn，计算出上述微颗粒(2)获得的洛伦兹力的反作用力(ΔF′_R1，ΔF′_R2，...，ΔF′_Rn)，通过曲线拟合的方法确定测量力ΔF′与微颗粒(2)体积之间的关系；

S3、当微颗粒(2)在距轴心任意距离处依次通过各传感器的电磁敏感区时，通过每一个力传感器的轴线上间距及待测导体(1)的运动速度，获得的每一个颗粒对应的测量信号分别为ΔF₁″，ΔF₂″，ΔF₃″，…，ΔF_n″，通过对测量值进行加权平均，得到该微缺陷或夹杂物对应的测量力信号ΔF″，然后根据步骤S2的标定过程确定微颗粒(2)的尺寸，完成一个微颗粒(2)的检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于洛伦兹力微颗粒微颗粒探测法的校准方法，其特征在于：所述环状Halbach磁系统(6)的波数k＝2，相邻传感器阵列的轴向间距以相邻环状Halbach磁系统(6)的电磁敏感区不相互重叠为准。

3.根据权利要求1所述的一种基于洛伦兹力微颗粒微颗粒探测法的校准方法，其特征在于：所述待测导体(1)为待测金属液通过铸造工艺制得的固体导线，或着金属导线经过拉拔工艺制得的固体导线；待测导体(1)轴向移动速度为0.1-10m/s，待测导体(1)的直径小于等于1mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于洛伦兹力微颗粒微颗粒探测法的校准方法，其特征在于：所述微颗粒(2)为氧化物、氮化物、硫化物或者其他非金属夹杂物，微颗粒(2)的粒径为微米级。

5.根据权利要求1所述的一种基于洛伦兹力微颗粒微颗粒探测法的校准方法，其特征在于：所述微颗粒(2)的名义尺寸为10-500μm。

6.根据权利要求1、4或5任一项所述的一种基于洛伦兹力微颗粒微颗粒探测法的校准方法，其特征在于：所述微颗粒(2)尺寸的校准误差小于6％。