[发明专利]一种多参量集成铁磁金属材料微裂纹检测方法

摘要

本发明一种多参量集成铁磁金属材料微裂纹检测方法属于无损检测领域，涉及到对于微裂纹的定量检测，尤其针对于多种参量集成定量检测的一种检测方法,应用于铁磁材料微裂纹检测领域。检测方法采用金属磁记忆、位移、超声波和涡流传感器相结合的复合检测方法，由中央处理器控制步进电机带动传感器固定装置夹持传感器组对试件进行裂纹检测；移动位移通过位移传感器由触摸屏实时显示。检测方法的具体步骤是先组装检测系统，进行检测系统初始化设置，最后实施检测。该测量方法通过三种传感器多参量集成克服单一检测方式裂纹量化表征难度大的问题；克服了传统手动方式稳定性差，方法简单可靠，检测准确性高，更好地满足了对微裂纹定量检测的需求。

主权项

一种多参量集成铁磁金属材料微裂纹检测方法，其特征是，检测方法采用金属磁记忆、位移、超声波和涡流传感器相结合的复合检测方法，由单片机控制步进电机带动传感器固定装置夹持传感器组对试件进行裂纹检测；移动位移通过位移传感器由显示器实时显示。检测方法的具体步骤如下：第一步 组装检测系统检测系统由中央处理器(1)、触摸屏(2)、步进电机驱动器(3)、步进电机(4)、丝杠(5)、传感器组机械夹持装置(6)、位移传感器(7)、金属磁记忆传感器(8)、超声波传感器(9)、涡流传感器(10)、上位机(11)、待测试件(12)、金属磁记忆涡流检测仪(13)、超声波检测仪(14)、实验台支座(15)组成；中央处理器(1)与触摸屏(2)连接，中央处理器(1)与步进电机驱动器(3)连接，步进电机驱动器(3)连接步进电机(4)；步进电机(4)与丝杠(5)相连接，通过丝杠转动带动传感器夹持装置(6)运动，位移传感器(7)、金属磁记忆传感器(8)、超声波传感器(9)、涡流传感器(10)依次线性排列安装在传感器夹持装置(6)上，位移传感器(7)的右侧与实验台支架(15)固定；位移传感器(7)的一个接口与触摸屏(2)连接，通过电阻变化量转化为位移变化量显示在触摸屏上；传感器组接口分别与上位机(11)连接，用于分析数据，同时金属磁记忆传感器(8)与涡流传感器(10)与检测仪(13)连接，用于显示磁场分量与涡流的波形变化，超声波传感器(9)与超声波检测仪(14)连接，显示超声波形的变化；传感器组机械夹持装置为统一整体结构，通过六角螺钉固定在与丝杠相连接的滑台上，整个夹持结构采用有机玻璃材料；第二步 检测系统初始化设置打开检测系统，系统默认显示位移为零，测量金属磁记忆传感器(8)与实验台支架(15)右端面的距离记为l₀；然后在触摸屏(2)上输入10组间隔固定依次增加的位移值；步进电机(4)正转，使用千分尺测量对应的实际位置记为l_n；然后重新输入十组位移依次减小的数值，位移差固定不变；电动机反转，用千分尺测量相应的位置记为l_m；根据输入位移与实际位移值绘图，分析误差大小；如果实际测量值与显示数值的误差小于1％，则该系统控制准确；如果大于1％，则通过软件校准满足显示位移的准确性的要求；第三步 实施检测首先，中央处理器(1)控制步进电机(4)带动金属磁记忆传感器(8)沿丝杠(5)转动，检测仪(13)记录磁信号；当此信号的水平分量H_p(y)过零点时，则表明裂纹在此位置，记录触摸屏(2)显示的数值；然后中央处理器(1)驱动步进电机(4)带动超声波传感器(9)移动到记录位置，在该处采集超声波返回的回波波形，将采集到的回波传送到上位机(11)，分析回波的高度与宽度特征，然后点击触摸屏(2)上的步进电机正转按钮，步进电机(4)带动涡流传感器(10)移动到相同的裂纹位置，将采集的信号上传到上位机(11)，通过分析波形的上升斜率与下降斜率，以此来获得裂纹的深度；在超声与涡流传感器检测重叠区域，超声波与涡流传感器重叠检测区域试件的深度为2mm～10mm，通过分别提取超声与涡流传感器的采集信号，通过比对相同材料不同长度及不同缺陷类型的标准裂纹分析裂纹的长度及类型；提取特征值通过上位机数据融合来获取裂纹的特征信息。