[发明专利]基于永磁体磁化的铁磁性材料机械特性检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于永磁体磁化的铁磁性材料机械特性检测装置及方法，包括：使用永磁体对被检试件进行磁化与退磁处理；产生指定频率的恒流激励信号，在永磁体对被检试件的磁化和退磁的过程中产生增量磁场，并由采集线圈提取增量磁导率信号；对增量磁导率信号进行处理和分析，得到增量磁导率特征曲线。优点：本发明使用永磁体作为磁场发生装置，在使用永磁体进行磁化和退磁的过程中不会产生额外的功耗，同时永磁体磁性能稳定，能够提供稳定的磁化与退磁磁场。本发明具有仪器设备简单、操作方便，功耗低的特点。

技术领域

本发明涉及一种基于永磁体磁化的铁磁性材料机械特性检测装置及方法，属于铁磁性材料的电磁无损检测技术领域。

背景技术

铁磁材料在实际应用中往往处于复杂的物理环境下，因此很容易因为环境的腐蚀和材料的疲劳损耗而产生裂纹，当裂纹随时间增大到达一定值时材料会断裂、失效，可能导致严重的事故。因此铁磁性材料的残余应力和疲劳损伤等质量性能的检测和预报成为工程技术界亟待解决的关键问题之一。材料机械性能检测的传统方法是有损检测，可以获得较准确的结果，但会破坏材料增加成本且工序复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于永磁体磁化的铁磁性材料机械特性检测装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于永磁体磁化的铁磁性材料机械特性检测装置，包括：

磁场发生装置，用于通过永磁体提供能将被检试件非周期、非线性磁化或退磁的磁场；

激励信号发生装置，用于产生指定频率的恒流激励信号；

检测探头，用于接收恒流激励信号，并在被检试件的非周期、非线性磁化和退磁过程中产生增量磁场，并提取增量磁导率信号；

信号采集处理装置，用于接收增量磁导率信号，并对增量磁导率信号进行处理和分析，得到增量磁导率特征曲线。

进一步的，所述磁场发生装置包括两个方形永磁体；

方形永磁体的NS极朝向平行于被检试件，同时两个方形永磁体的NS极摆放方向相反，且两个方形永磁体相互不接触放置；方形永磁体放置在被检样件上方，与样件保持固定提离。

进一步的，所述方形永磁体固定在移动小车上，两个方形永磁体的间隔距离根据永磁体磁化强度和永磁体大小设置；

通过改变所述移动小车的车轮大小改变方形永磁体与被检试件之间的提离大小。

进一步的，所述检测探头包括：激励线圈、采集线圈和圆形线圈骨架；

其中任意一个绕制在圆形线圈骨架的内测，另一个绕制在圆形线圈骨架的外侧；或者任意一个绕制在上方，另一个绕制在下方。

进一步的，所述检测探头位置固定在被检测样件下方的某处，并处于方形永磁体的移动路径上。

进一步的，所述激励信号发生装置包括DDS模块和交流恒流源模块；

DDS信号发生器输出指定频率f_H的正弦信号到交流恒流源，并且为采集处理装置提供参考信号；交流恒流源的输出接入检测探头。

进一步的，所述信号采集处理装置包括锁定放大器、数据采集卡和计算机；

所述锁定放大器用于对增量磁导率信号进行滤波和放大处理，将滤波和放大后的输出信号传输给数据采集卡，数据采集卡再传输至计算机进行信号的处理和分析，得到增量磁导率特征曲线。

一种基于永磁体磁化的铁磁性材料机械特性检测方法，包括：

通过永磁体对被检试件进行磁化与退磁处理；