巴克豪森信号在钢板应力检测中的应用

针对铁磁性材料(如管道、钢板等)由于应力集中导致的裂纹、断裂甚至失效等问题,研究了应力对铁磁性材料内部结构的改变,及在磁化过程中应力影响磁畴错动产生巴克豪森信号,研究巴克豪森信号与应力的关系,提出应用巴克豪森效应检测应力的方法。采用激励线圈产生外磁场磁化钢板,检测线圈置于钢板表面接收信号,信号经滤波放大电路得出巴克豪森信号,研究拉应力与巴克豪森信号关系。实验结果表明,巴克豪森信号随铁磁性材料中拉应力增大而增大。通过检测巴克豪森信号的大小得出材料所受应力,有效的预防因应力过大造成工件的断裂等问题。     

磁巴克豪森应力检测仪研制

基于磁巴克豪森效应原理研制了一种铁磁性材料应力检测仪。该仪器包含磁巴克豪森传感器、低频连续功率放大器、低噪声小信号放大器和应力标定等多项技术,可对不同铁磁性材料应力状态进行检测与评估。工程现场实验表明所开发的检测仪器具有快速、便捷进行在役设备关键部位应力分布扫描检测的优点,且应力检测灵敏度和准确度高。     

磁巴克豪森噪声表征铁磁性材料应力的最优特征值研究

磁巴克豪森噪声是铁磁性材料动态磁化时磁畴壁的不连续运动过程中产生的一种信号,对材料中的应力比较敏感,在应力检测方面具有广阔的应用前景。在磁巴克豪森噪声应力检测的研究中,常用的磁巴克豪森噪声特征值有均方根、均 值、振铃数、包络峰值、包络面积、峰值时间等,采用的特征值不同,其随应力变化规律也有所不同,即不同特征值检测应力的 敏感度及精度不同。因此如何选取特征值对应力检测具有重要意义。通过拉伸实验得到了拉伸应力与磁巴克豪森信号之间的关系,计算了拉伸应力与各特征值的关系曲线,分析了各特征值表征应力的敏感程度与误差大小,得到了磁巴克豪森噪声表征应力的最优特征值。     

一种钢板空气隙缺陷的巴克豪森检测方法

基于巴克豪森效应,提出了一种钢板空气隙缺陷无损检测的方法。根据趋肤效应,改变交变磁场的频率对钢板进行逐层扫描检测,通过检测在不同激励频率下钢板表面接收到的巴克豪森信号,分析信号扫频曲线是否出现拐点,从而实现对钢板内空气隙缺陷的检测。对Q235钢板试样进行缺陷检测实验,结果表明该方法可实现对钢板内部空气隙缺陷的检测和定位。     

基于Django 的金属在线硬度检测系统的设 计与实现

为了提高金属硬度检测的便捷性与准确性,设计并实现了一套线上硬度检测系统,完成信息管理与在线检测功能。系统基于Django 框架搭建,以金属的巴克豪森噪声信号为检测数据,实现能够以引导模式,依据实际检测材料及条件,从数据库中查询并调用已存储的仪器检测参数及多项力学性能的微磁定量预测模型,实现力学性能的自动、定量微磁检测。此系统可以在线接收用户上传的待检测金属文件并进行检测,最后返回检测结果,同时也需具备巴克豪森噪声信号文件的信息管理系统功能,用户可以随时下载存储在数据库中的信号文件,管理员也可以随时根据新测的数据对现有的数据库进行更新和管理,极大的方便了金属硬度检测的过程。     

新型脉冲漏磁检测法的表面缺陷检测特征分析

针对脉冲漏磁检测技术对不同方向的漏磁分量进行分析时存在一定局限性的问题,基于脉冲漏磁(PMFL)检测中的U型磁轭和脉冲涡流(PEC)检测中的矩形空心激励线圈,提出了脉冲聚磁(PMC)检测方法.通过仿真和实验分析了铁磁性试件在脉冲漏磁和脉冲聚磁两种检测模式下,缺陷部位的响应信号X,Y和Z3个分量的检测效果.结果表明:脉冲聚磁检测方法在进行铁磁性材料构件的缺陷检测时,激励探头对被测试件的3个方向的分量激励效果更明显,同时对于不同深度的表面缺陷,脉冲漏磁响应信号的三维分量具有更高的检测灵敏度.     

巴克豪森励磁检测传感器设计与仿真分析

针对铁磁性材料设计了一种基于巴克豪森效应的励磁检测传感器装置.为了验证所设计的励磁检测传感器中励磁装置的可行性,利用有限元电磁场仿真分析软件Ansoft对磁化器部分进行了有限元仿真,并分析了不同激励条件下的试样磁化效果.通过仿真结果可以得出:磁化装置符合设计要求,能够对试件进行有效的励磁;通过不同参数下的仿真结果得到,励磁电流幅值以及频率是影响励磁效果的关键因素,并且对于特定分析点,随着励磁电流的幅值减小以及频率的增加,试件磁感应强度基本呈现减小的变化趋势.     

瞬时激励的单线圈结构磁致伸缩传感器

为了实现便携化测试,将传统的多线圈检测结构简化为单线圈,采用脉冲激励单线圈,并检测线圈输出信号,通过数字信号处理器(DSP)构成检测电路,达到简捷方便的测试目的。结合快速傅里叶变换(FFT)和线性调频Z变换(CZT)算法,提高了毫米级磁致伸缩传感器的检测精度,并完成了两种不同尺寸传感器(长度为4 mm和5 mm)的同时检测。实验测试结果表明:长度为4 mm的传感器灵敏度为0. 384 1 kHz/μgn,长度为5 mm的传感器灵敏度为0. 219 8 kHz/μgn。设计的传感器在便携式生化检测仪器中具有广泛的应用价值。     

基于磁巴克豪森效应的P92钢热老化检测仪器设计

针对火电厂锅炉和主蒸汽管道用钢——P92钢在服役时的热老化程度检测,以HDSP-SUPER 28335开发板为核心研制了一套基于MBN效应的检测仪器,该仪器具有激励信号的产生,MBN信号的采集、处理、显示及存储功能,且灵敏度高、功能全面,可以用于试验研究;针对不同钢种对激励信号敏感程度不同的问题,开展了对于标准P92钢MBN信号检测适用激励信号的试验研究,根据激励信号幅值与MBN信号均方根值的变化关系确定了激励信号的幅值,根据不同激励信号频率产生的MBN信号的波形效果选择了激励信号的频率。     

远场涡流检测传感器速度效应仿真分析

为了分析远场涡流检测中传感器运行速度对缺陷响应信号的影响,采用多场有限元方法对远场涡流(RFEC)管道检测技术进行仿真研究.首先使用COMSOL有限元软件建立远场涡流管道检测频域与瞬态仿真分析模型,而后利用该模型对远场涡流检测原理以及传感器运行速度与缺陷响应信号的关系进行研究.结果表明:在采用远场涡流传感器检测管道缺陷时,传感器运行速度和行进方向对检测结果的稳定性有较大影响.当传感器运行速度过大时,缺陷检测信号与激励信号的相位差会出现较大变化;当传感器运行速度在2 m/s以下,且沿着激励线圈指向检测线圈的方向运动,检测效果较理想.     

电力变压器直流偏磁检测方法研究

电力变压器发生直流偏磁会引起变压器异常运行甚至损坏,而现有的方法不能准确检测其偏磁状态。本文提出一种新结构的磁通门传感器,该传感器从变压器铁芯磁通中提取部分分量,采用脉冲幅值法量化传感器的检测线圈输出信号从而表征变压器偏磁程度。作为验证,本文设计样机并采用10kVA电力变压器进行实验。实验结果表明,当外加偏置电流从0A到0.5A变化时,磁调制输出信号幅值呈单调变化。     

基于吸盘式脉冲电磁铁的EMAT实验研究

电磁铁式电磁超声传感器较永磁体式具有接触和移动性好、不易粘附杂物等优点,工程应用潜力巨大,然而目前对其研究开发较少.提出了一种基于吸盘式脉冲电磁铁的EMAT,能更好地适应环形线圈,实现超声波的激励与接收.建立了通用的脉冲电磁铁式电磁超声传感器检测实验系统,在铁磁性材料和非铁磁性材料上进行了脉冲回波式检测实验,验证了传感器的有效性.研究了主要影响因素(被检材料、励磁电流和提离距离)对此种传感器检测信号的影响规律,结果表明此种传感器在铁磁性材料上的换能效率远大于非铁磁性材料上的换能效率;一定范围内传感器检测信号幅度随励磁电流线性增加,随提离距离呈反比函数关系衰减.     

Contactless electromagnetic switched interrogation of micromechanical cantilever resonators

A principle for contactless interrogation of passive micromechanical resonator sensors is proposed. The principle exploits an external primary coil electromagnetically air-coupled to a secondary coil which is connected to a conductive path on the resonator. The interrogation periodically switches between interleaved excitation and detection phases. During the excitation phase the resonator is driven into vibrations, while in the detection phase the excitation signal is turned off and the decaying oscillations are contactless sensed. The principle advantageously avoids magnetic properties required to the resonator, thereby ensuring compatibility with standard silicon microfabrication processes. The principle has been implemented on a MEMS SOI microcantilever resonator sensor with mechanical resonant frequency of 10.186 kHz and has been demonstrated to work over a distance of up to 1 cm. Tests based on the deposition and evaporation of a water droplet have demonstrated the capability to sense physical and chemical quantities which affect either the resonant frequency or the quality factor of the resonator.     

质子磁力仪传感器线圈参数的研究与设计

线圈是质子磁力仪传感器的核心,其品质直接影响着仪器的测量精度。结合反向串联圆柱体线圈模型,对约束设计的因素进行分析;建立约束参数与设计参数之间的联系;利用Matlab对参数公式进行图形化处理,结合实际情况进行设计,并给出一组满足约束参数条件的优化设计参数V=250 cm3,d=0.9 mm,r=2.5 cm,h=0.72 cm;最后对传感器进行地磁场测量实验,测量值波动较小,结果稳定,进行异常体探测时,探测结果能够准确反映异常趋势。     

磁致伸缩液位传感器检测信号影响因素分析及实验研究

磁致伸缩液位传感器作为液位测量装置,其检测信号对磁致伸缩液位传感器性能产生直接的影响,因此检测信号影响因素分析对优化传感器的性能至关重要。本文从检测线圈结构和脉冲电流参数对检测信号的影响进行讨论,建立了基于检测线圈的等效电路模型,使得在确立线圈结构参数时有了理论依据;观察检测信号波形变化趋势,得到感应信号随影响因素的变化曲线,从而得出液位传感器最优参数。优化后的液位传感器,提高了检测信号的抗干扰能力及其稳定性。该研究结果为磁致伸缩液位传感器的优化设计提供理论基础与指导。     

基于Tx-Rx探头的异种金属焊缝缺陷检测及定量分析

异种金属焊接结构在使用过程中容易产生损伤,因此需对其进行检测;脉冲涡流一发一收式非同轴(Transmitter Receiver,Tx-Rx)探头可应用于异种金属焊缝缺陷检测;然而,考虑到异种金属焊接构件成分多样、结构复杂的特点,需对Tx-Rx探头的摆放位置进行了优化;首先,建立仿真模型,讨论了激励线圈的摆放位置对试件中涡流及涡流扰动的影响,结果表明,当激励线圈位于带堆焊的合金钢上方时,其表面涡流强度及涡流扰动强度较大;其次,建立实验平台,实验表明,当激励线圈放置在带堆焊的合金钢上方时,其检测信号幅值和差分信号幅值最大;最后利用差分信号的峰值对焊缝缺陷的定量展开分析;脉冲涡流Tx-Rx探头的研究可为其在异种金属焊缝缺陷的应用提供参考.     

用于板结构损伤检测的磁致伸缩传感器

基于铁磁性材料的磁致伸缩特性,提出一种用于非铁磁性板结构损伤检测的磁致伸缩传感器。该传感器分为激励和接收两部分,由8字型线圈、镍带以及偏置永磁铁组成。根据磁致伸缩效应,激励部分在板中激励导波,波在板中传播,遇缺陷及边缘反射,通过磁致伸缩逆效应,由接收部分接收其反射信号。根据反射信号的到达时间和波在板中传播的速度,可判断出板中缺陷所在位置。改变恒定偏置磁场与时变磁场的方向可以在板中激励不同波型的导波。实验结果证明:该传感器设计是可行的,且具有价格便宜、灵敏度高、可与被测结构分离等优点。     

基于现场总线式焊缝检测复合传感器设计

介绍了一种传感器前置的焊缝检测与跟踪控制方法.由GMR电桥和涡流传感器构成焊缝检测复合传感器,GMR电桥进行高度检测,涡流传感器的差动测量绕组进行焊缝中心偏差检测.通过补偿绕组对测量绕组输出信号进行补偿,消除错边对相位和幅值的影响;通过软件校正方法,消除高度变化对信号幅度的影响.建立FIFO数据队列保存焊炬与前置传感器...     

基于双平面电容传感器的复合材料缺陷检测

非金属复合材料在制造或使用过程中会产生不同形状内部损伤,采用平面电极传感器可对损伤进行无损化检测。针对现有单平面电极传感器检测信号强度弱、检测数据量少等问题,提出一种双平面电极阵传感器检测非金属复合材料的方法。将两个4×4电极传感器组成一套双平面传感器,采用单激励测量模式,利用共轭梯度算法进行图像重建。仿真与初步实验结果表明:双平面电极传感器提高了检测信号强度,使重构图像精度得到了提高。