时间差磁通门敏感单元巴克豪森噪声处理研究

敏感单元是时间差型磁通门传感器的核心,磁芯在交变磁场激励下产生巴克豪森噪声,该噪声直接影响后续电路输出信号质量及时间差检测,限制了磁通门稳定性和灵敏度的提高。针对时间差型磁通门的工作原理,对巴克豪森噪声特点进行分析,研究该噪声与磁芯磁导率之间的关系。在Simulink仿真平台上以动态反正切磁滞回线模型为基础,搭建敏感单元巴克豪森噪声模型。根据噪声分布规律将小波滤波应用到感应信号去噪处理中,利用时间差信噪比对比分析不同滤波方法的效果。仿真及实测结果表明,小波滤波能有效去除巴克豪森噪声,时间差信噪比提高133倍,时间差波动小于35 μs,为提高时间差型磁通门敏感单元检测精度和稳定性提供了依据。     

时间差型磁通门灵敏度及稳定性研究

为了提高时间差型磁通门的灵敏度及稳定性,当敏感单元及检测电路确定时,激励信号参数选取和时间差数据处理成为了关键。文中在建立磁通门灵敏度随正弦激励信号参数变化模型的基础上,选取参数条件提高灵敏度,并针对时间差存在随机波动,提出了将变系数拉依达准则与等权端点平滑相结合的时间差混合处理方法,能够实时动态地处理时间差数据。结果显示在±4×10~4n T范围内灵敏度达到550 ns/n T,时间差波动可降低93%。实验结果表明,灵敏度变化模型能够有效地指导选取激励参数来提高灵敏度,并结合混合处理算法,减小了时间差波动,增强了磁通门的稳定性。     

巴克豪森噪声无损检测技术

巴克豪森噪声无损检测开创了无损检测的新领域。文中主要介绍这种方法的原理和应用情况，为我国巴克豪森噪声技术的应用和研究提供参考。     

U型磁轭励磁时磁巴克豪森噪声信号分布规律研究

磁巴克豪森噪声是材料性能和应力状态检测的重要技术之一,材料磁化时磁巴克豪森噪声信号发射分布状况以及信号接收器的位置直接决定着所获取原始信号结果,进而对后期结果评判具有非常重要的影响。研究得到了U型磁轭励磁方式不同励磁条件下材料表层磁巴克豪森噪声信号的发射强度分布。试验使用缠绕于磁芯上的线圈作为接收器,采用逐点测试方法获取Q235材料表面磁巴克豪森噪声信号分布图。通过这些信号分布图,得了材料磁化强度与巴克豪森噪声信号发射强度分布的关系,以及信号接收器位置对接收信号的影响。     

周向磁巴克豪森噪声分布及平面应力测量

磁巴克豪森噪声对应力非常敏感,是一种操作便捷、检测灵敏度高、重复性好的原位无损应力测量技术,在残余应力测定、零部件应力集中区评价、结构承载应力评估中有广阔的应用前景.工程中铁磁性材料表面平面应力测量时最大主应力及其方向测量是一项亟待解决的难题,提出了一种基于周向磁巴克豪森噪声分布的平面应力测量方法,建立了求解平面应力张...     

利用巴克豪森噪声分析法评价轴承烧伤的试验

利用巴克豪森应力仪ROLLSCAN200对酸洗后的轴承试样进行检测,将检测结果和酸洗结果进行对比,初步制订出了评价轴承烧伤的巴克豪森噪声分析标准方法,为判断轴承是否烧伤及其烧伤的程度提供依据。     

磁巴克豪森噪声重构磁滞参数的硬度测定方法

针对铁磁性材料硬度指标的快速、定量、无损检测的实际需求,揭示了材料微观结构变化对磁巴克豪森噪声信号的影响机理,提出了采用磁巴克豪森噪声重构磁滞参数作为无损定量评价材料力学性能硬度指标。采用不同热处理制度对45钢试件进行处理,得到一组具有硬度梯度的标定试件;通过比较标定试件上不同激励电压对磁巴克豪森检测系统灵敏度的影响,选择最佳激励电压;采用磁巴克豪森噪声检测技术对不同热处理标定试件进行检测,对检测信号数据进行后处理,得到磁巴克豪森噪声能量滞后周期循环曲线,即重构磁滞回线。计算不同热处理45钢标定试件4种重构磁滞参数,构建材料力学性能硬度指标、微观结构及4种重构磁滞参数之间的映射关系,得到磁巴克豪森噪声重构磁滞参数评价45钢硬度的标定模型,并对标定模型进行验证,标定模型预测硬度误差基本满足工程应用10%的指标要求。     

基于磁巴克豪森噪声的钢轨白层无损检测研究

设计搭建了基于磁巴克豪森噪声(Magnetic Barkhausen noise,MBN)的钢轨白层无损检测系统,打磨U75V钢轨以预制白层,使用1Hz,8 V的正弦信号磁化打磨钢轨试样并收集表面产生的MBN信号,研究了钢轨白层几何特征、微观组织与MBN信号特征值的关系,并分析了白层对MBN信号的影响机理.结果表明:白...     

曲轴残余应力巴克豪森测试仪的研究

研制了基于巴氏噪声的曲轴残余应力测试仪，介绍了仪器的组成，以及仪器各部分电路的特点，实验数据表明该仪器测试数据准确可靠。     

巴克豪森噪声在电站用铁磁材料疲劳寿命评估领域的研究现状

介绍了国内外应用巴克豪森噪声检测技术在电站用铁磁材料疲劳寿命评估中的研究状况。分析、总结巴克豪森噪声与显微结构特征的内在关系以及巴克豪森噪声疲劳寿命预测曲线的研究进展,并指出该技术存在的问题和今后发展的方向。     

基于磁巴克豪森噪声的S136钢表面硬度定量预测模型对比

表面硬度是铁磁性材料制造质量评价的重要指标,其无损定量检测是该领域的研究热点。为将磁巴克豪森噪声技术用于S136表面硬度的无损定量检测,利用实验室研制的磁巴克豪森噪声检测装置对60块具有不同表面硬度的S136试件进行重复性测试,统计测得多项磁参量的变异系数,结果表明检测装置具有良好的重复检测精度。为实现表面硬度的磁学定量表征,分析磁巴克豪森噪声和切向磁场强度检测信号的6项特征磁参量与硬度的关系,重点对比研究基于一元、多元线性回归和BP神经网络模型的表面硬度定量预测方法。研究结果显示:采用6项磁参量作为输入的BP神经网络模型对表面硬度的预测精度最高,对300个案例的平均预测误差仅为2.14%,最大误差约为11.74%,274个案例的预测误差小于5.00%。研究成果为实现钢板表面硬度的磁巴克豪森噪声无损定量检测提供了方法借鉴。     

磁巴克豪森噪声重构磁滞参数的硬度测定方法EI北大核心CSCD

针对铁磁性材料硬度指标的快速、定量、无损检测的实际需求,揭示了材料微观结构变化对磁巴克豪森噪声信号的影响机理,提出了采用磁巴克豪森噪声重构磁滞参数作为无损定量评价材料力学性能硬度指标。采用不同热处理制度对45钢试件进行处理,得到一组具有硬度梯度的标定试件;通过比较标定试件上不同激励电压对磁巴克豪森检测系统灵敏度的影响,选择最佳激励电压;采用磁巴克豪森噪声检测技术对不同热处理标定试件进行检测,对检测信号数据进行后处理,得到磁巴克豪森噪声能量滞后周期循环曲线,即重构磁滞回线。计算不同热处理45钢标定试件4种重构磁滞参数,构建材料力学性能硬度指标、微观结构及4种重构磁滞参数之间的映射关系,得到磁巴克豪森噪声重构磁滞参数评价45钢硬度的标定模型,并对标定模型进行验证,标定模型预测硬度误差基本满足工程应用10%的指标要求。     

用巴克豪森噪声法检测轴承套圈粗磨烧伤的试验方法

为在轴承套圈容易产生磨削烧伤的粗磨工序进行烧伤控制,通过巴克豪森噪声法对粗磨状态下套圈滚道表面的磨削烧伤进行测试,并对粗磨滚道磁弹数据进行统计以及制作人为烧伤样件,进行数据对比以确定相应的烧伤判定参考值,并获得套圈滚道粗磨时的磁弹检测参考值。     

三角度磁巴克豪森测量平面应力方法研究

为了提升磁巴克豪森（magnetic Barkhausen noise,简称MBN）应力测量效率,提出了一种三角度磁巴克豪森测量平面应力的方法,分析了角度选择对精度的影响。为了减小标定的不确定性,提出了一种基于多维特征重构不确定性度量空间的贝叶斯标定方法。实验结果表明,当应力大于50 MPa时,采用相互间隔60°的3个角度,可实现主应力值测量误差不大于±10 MPa、方向测量误差不大于±5°。贝叶斯标定模型进一步将幅值误差降低到±5?MPa以下,并将方向测量的±5°误差带扩展到40 MPa的低应力区。该研究方法为工程中采用磁巴克豪森高效、准确测量平面应力奠定了基础。     

巴克豪森噪声法与应力测试法在起重机械轮压检测中的应用比较

主要介绍了巴克豪森噪声法与应力测试法在起重机轮压检测中的应用,通过在QD15型号通用桥式起重机上的实验比对,得出起重机械轮压的变化规律。     

电流输出型磁通门传感器的灵敏度

研究了电流输出型磁通门传感器的灵敏度，一般磁通门的灵敏度随次级线圈匝数增加而增加，导致了灵敏度磁通门体积大，闭环工作时动态性能差，通过理论推导得出，忽略线圈的铜电阻和耦合电容的容抗时，电流型磁通门的灵敏度与次数线圈匝数成反比，因而可在小体积下获得高灵敏度和优越的动态性能。研制了6只次级线圈匝数不等双铁心电流输出型磁通门进行试验，用最小二乘法对实验数据进行了分析，结果表明理论推导与试验结果基本一致，分析还表明，若考虑次数线圈的铜电阻和耦合电容的容抗，用次数线圈匝数的倒数及其二次项表示电流输出型磁通门的灵敏度具有更高的精度。     

汽车B柱加强板软硬部过渡特性的磁巴克豪森噪声检测方法

汽车B柱加强板软硬部过渡特性评价的常规方法是通过破坏性取样对局部硬度进行检测,无法直接面向零部件进行便捷、快速的无损测试,且耗时、耗费成本。为克服传统方法的不足,研究利用磁巴克豪森噪声检测方法实现过渡特性的无损评价。利用自主研发的多功能微磁检测仪器开展标定试验,提出过渡区域起止位置及长度范围的估算方法,并建立过渡区域的表面硬度定量预测模型。研究结果表明,磁巴克豪森噪声、切向磁场强度信号的大部分特征参量可以有效评估软、硬部过渡范围,参量x₁、x₅和x₁₇对起始点的估计误差范围处于±14 mm,长度估算的相对误差小于10%。利用单一参量x₁₇建立的线性表征模型对硬度的预测RMSE值为12.38 HV10,融合多项磁参量建立的BP神经网络模型的预测精度更高,RMSE值小于6 HV10。提出一种汽车关键部件软硬部过渡特性的微磁评估方法,研究磁巴克豪森噪声特征参量与硬度的关系,实现汽车B柱软硬区表面硬度和软硬部过渡范围的定量表征,具有重要的工程应用前景。     

基于磨削功率测量和巴克豪森无损检测的齿轮成形磨削烧伤研究

齿轮磨削烧伤严重影响齿轮的强度、使用寿命和可靠性。开展了齿轮成形磨削试验,测量了磨削过程中磨削功率,对磨削后齿廓进行了巴克豪森无损检测和显微硬度检测,分析了不同磨削参数对磨削功率和齿廓巴克豪森无损检测信号特征值的影响规律。所开展的工作为齿轮成形磨削烧伤研究提供了理论依据。