材料主应力的检测系统、检测传感器和检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种材料主应力的检测系统、检测传感器和检测方法。其中，该方法包括：向被测部件施加外部磁场，其中，施加外部磁场的被测部件的材料表面产生激励磁场，激励磁场具有励磁方向；逐步调整向被测部件施加的外部磁场，以使激励磁场的励磁方向沿一个方向按照预设角度逐步旋转；采集被测部件的材料在每个励磁方向上激励磁场的激励下所产生的感生信号；根据每个励磁方向上的感生信号生成被测部件的材料主应力方向和大小。本发明专利技术解决了无法测量材料主应力大小和应力方向分布的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
材料主应力的检测系统、检测传感器和检测方法
本专利技术涉及测试领域，具体而言，涉及一种材料主应力的检测系统、检测传感器和检测方法。
技术介绍
在工业应用中，对应材料所受应力较为复杂，而材料局部任意具体点所受主应力具有方向性，目前，对于材料应力的测量，最为准确的是应变片法，但其测试时每次需使用粘结剂将应变片贴于被检材料表面，若使用多个应变片分别测量材料表面某点各方向应力以求取主应力，使用较为不便；X射线衍射法基于弹性力学和晶格衍射理论，能较准确的测量应力，但X射线辐射对身体有害，设备体积庞大，对于现场应用较为不便，对主应力的测量，还未给出较明确测量结果。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种材料主应力的检测系统、检测传感器和检测方法，以至少解决无法测量材料主应力大小和应力方向分布的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种材料主应力的检测方法。该方法包括：向被测部件施加外部磁场，其中，施加所述外部磁场的所述被测部件的材料表面产生激励磁场，所述激励磁场具有励磁方向；逐步调整向所述被测部件施加的所述外部磁场，以使所述激励磁场的所述励磁方向沿一个方向按照预设角度逐步旋转；采集所述被测部件的材料在每个励磁方向上所述激励磁场的激励下所产生的感生信号；根据每个励磁方向上的所述感生信号生成所述被测部件的材料主应力方向和大小。可选地，逐步调整向所述被测部件施加的所述外部磁场，以使所述激励磁场的所述励磁方向沿一个方向按照预设角度逐步旋转包括：逐步调整向所述被测部件施加的所述外部磁场，所述激励磁场的所述励磁方向沿一个方向按照预设角度由0°旋转至360°，其中，每个角度的激励磁场产生一个或者多个感生信号。可选地，根据每个励磁方向上的所述感生信号生成所述被测部件的材料主应力方向和大小包括：获取不同角度感生信号与加载应力的规律曲线，其中，所述规律曲线根据预先确定的应力方向与预先确定的感生信号的变化规律确定；根据所述规律曲线确定所述感生信号对应的主应力方向和大小。根据本专利技术实施例的又一个方面，还提供了一种材料主应力的检测系统，包括：材料主应力传感器，设置在被测部件上，用于向所述被测部件施加外部磁场，并检测所述被测部件产生的感生信号；函数发生器，通过功率放大器与所述材料主应力传感器相连接，用于向所述材料主应力传感器发出信号，其中，所述信号用于激励所述材料主应力传感器产生外部磁场；电机驱动器，与所述材料主应力传感器相连接，用于驱动所述材料主应力传感器沿一个方向按照预设角度旋转；前置放大器，与所述材料主应力传感器相连接，用于对接收到的所述感生信号进行放大；滤波器，与所述前置放大器相连接，用于对放大后的所述感生信号进行滤波；信号采集卡，与所述滤波器相连接，用于采集所述滤波器滤波后的信号；处理器，与所述信号采集卡相连接，用于接收所述信号采集卡采集到的所述感生信号，并根据所述感生信号生成所述被测部件的材料主应力方向和大小。可选地，所述材料主应力传感器包括：磁轭，被放置在所述被测部件上；激励线圈，缠绕于所述磁轭上；信号接收器，位于所述磁轭下方，与所述磁轭相连接，用于接收所述被测部件产生的所述感生信号；带编码器电机，设置在所述磁轭的上方，用于带动所述磁轭和所述信号接收器沿Z轴转动。可选地，所述功率放大器连接在所述激励线圈和所述函数发生器之间，用于放大所述函数发生器产生的信号。可选地，所述电机驱动器，输出端与所述带编码器电机相连接，输入端与所述处理器相连接，用于驱动所述带编码器电机旋转所述预设角度。可选地，所述带编码器电机包括旋转编码器和电机，所述系统还包括：旋转编码器配套电路，连接所述旋转编码器和所述处理器，用于向所述处理器发送所述电机的旋转角度信息，其中，所述处理器根据所述旋转角度信息控制所述函数发生器生成控制信号。可选地，所述感生信号为巴克豪森信号，所述信号接收器为巴克豪森信号接收器。可选地，所述系统还包括：位移编码器，与所述带编码器电机的转动轴相连，用于测量所述材料主应力传感器的转动角度；滚轮，设置在所述材料主应力传感器与所述被测部件之间，用于使所述材料主应力传感器在被测部件表面移动。可选地，所述感生信号包括以下至少之一：电信号、磁信号、声信号。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种材料主应力的检测传感器，包括：上述的材料主应力传感器。在本专利技术实施例中，材料主应力传感器，设置在被测部件上，用于向被测部件施加外部磁场，并检测被测部件产生的感生信号；函数发生器，通过功率放大器与材料主应力传感器相连接，用于向材料主应力传感器发出信号，其中，信号用于激励材料主应力传感器产生外部磁场；电机驱动器，与材料主应力传感器相连接，用于驱动材料主应力传感器沿一个方向按照预设角度旋转；前置放大器，与材料主应力传感器相连接，用于对接收到的感生信号进行放大；滤波器，与前置放大器相连接，用于对放大后的感生信号进行滤波；信号采集卡，与滤波器相连接，用于采集滤波器滤波后的信号；处理器，与信号采集卡相连接，用于接收信号采集卡采集到的感生信号，并根据所述感生信号生成所述被测部件的材料主应力方向和大小，通过本实施例获取被测部件的材料主应力方向和大小，不会破坏材料本身，也不会对测试人员身体造成伤害，还能得到准确的测量结果，进而解决了无法测量材料主应力大小和应力方向分布的技术问题，达到了灵活测量材料应力的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的材料主应力的检测方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的励磁方向的示意图；图3是根据本专利技术实施例的材料主应力的检测系统的示意图；图4是根据本专利技术实施例的被测部件的材料应力方向分布图；图5是根据本专利技术实施例的材料主应力传感器的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。根据本专利技术实施例，还提供了一种材料主应力的检测方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1是根据本专利技术实施例的材料主应力的检测方法的流程图，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料主应力的检测方法，其特征在于，包括：向被测部件施加外部磁场，其中，施加所述外部磁场的所述被测部件的材料表面产生激励磁场，所述激励磁场具有励磁方向；逐步调整向所述被测部件施加的所述外部磁场，以使所述激励磁场的所述励磁方向沿一个方向按照预设角度逐步旋转；采集所述被测部件的材料在每个励磁方向上所述激励磁场的激励下所产生的感生信号；根据每个励磁方向上的所述感生信号生成所述被测部件的材料主应力方向和大小。

【技术特征摘要】
1.一种材料主应力的检测方法，其特征在于，包括：向被测部件施加外部磁场，其中，施加所述外部磁场的所述被测部件的材料表面产生激励磁场，所述激励磁场具有励磁方向；逐步调整向所述被测部件施加的所述外部磁场，以使所述激励磁场的所述励磁方向沿一个方向按照预设角度逐步旋转；采集所述被测部件的材料在每个励磁方向上所述激励磁场的激励下所产生的感生信号；根据每个励磁方向上的所述感生信号生成所述被测部件的材料主应力方向和大小。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，逐步调整向所述被测部件施加的所述外部磁场，以使所述激励磁场的所述励磁方向沿一个方向按照预设角度逐步旋转包括：逐步调整向所述被测部件施加的所述外部磁场，所述激励磁场的所述励磁方向沿一个方向按照预设角度由0°旋转至360°，其中，每个角度的激励磁场产生一个或者多个感生信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每个励磁方向上的所述感生信号生成所述被测部件的材料主应力方向和大小包括：获取不同角度感生信号与加载应力的规律曲线，其中，所述规律曲线根据预先确定的应力方向与预先确定的感生信号的变化规律确定；根据所述规律曲线确定所述感生信号对应的主应力方向和大小。4.一种材料主应力的检测系统，其特征在于，包括：材料主应力传感器，设置在被测部件上，用于向所述被测部件施加外部磁场，并检测所述被测部件产生的感生信号；函数发生器，通过功率放大器与所述材料主应力传感器相连接，用于向所述材料主应力传感器发出信号，其中，所述信号用于激励所述材料主应力传感器产生外部磁场；电机驱动器，与所述材料主应力传感器相连接，用于驱动所述材料主应力传感器沿一个方向按照预设角度旋转；前置放大器，与所述材料主应力传感器相连接，用于对接收到的所述感生信号进行放大；滤波器，与所述前置放大器相连接，用于对放大后的所述感生信号进行滤波；信号采集卡，与所述滤波器相连接，用于采集所述滤波器滤波后的信号；处理器，与所述信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑阳，沈功田，谭继东，张宗健，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11