一种基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电磁无损检测相关技术领域，其公开了一种基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，该方法包括以下步骤：(1)将待测的钢板沿板厚方向磁化至强磁化状态，该强磁化状态是指钢板的相对磁导率随磁化强度增大而减小的磁化状态；(2)该钢板沿垂直于磁化方向的方向进行匀速直线移动，位于磁化场内的检测探头探测钢板表面的磁导率沿该钢板移动方向的差动变化，进而判断该钢板内部是否存在分层缺陷；其中，若该钢板内存在分层缺陷，当该分层缺陷进入磁化区后，该分层缺陷的端头附近会形成向外扩散的磁力线，使得该分层缺陷的端头附近产生磁导率畸变并扩散到该钢板的表层。本发明专利技术在钢板近表层无检测盲区，检测系统成本远低于电磁超声。电磁超声。电磁超声。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法及系统


[0001]本专利技术属于电磁无损检测相关
，更具体地，涉及一种基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法及系统。

技术介绍

[0002]分层缺陷会严重影响钢板的机械性能，缩短其使用寿命，甚至引发安全生产事故，是钢板中最危险的缺陷之一。如何快速有效地检测分层损伤是钢板生产、加工和使用环节必须面对的重要课题。
[0003]工业上应用较为广泛的金属板分层缺陷检测方法是超声脉冲反射法。超声脉冲反射法对分层缺陷具有很高的检测灵敏度，但是由于界面波的干扰，在被检测材料近表面存在检测盲区，因而难以发现外折、重皮等缺陷，严重限制了超声波在钢板分层检测领域的应用。
[0004]常规漏磁法常用于钢板近表面缺陷检测，但其并不适合钢板近表面分层缺陷的检测。原因在于，常规漏磁法用于钢板检测时，其磁化方向平行于板长，此时，分层缺陷的走向与磁化场方向平行，无法产生漏磁场。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法及系统，所述检测方法通过涡流接收线圈输出的差分电压的变化来识别钢板内部是否存在分层缺陷，使得本专利技术近表层无检测盲区，检测成本远远低于电磁超声，在高速检测中具有优势和应用前景。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于磁导率扰动的钢板分层缺陷检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
[0007](1)将待测的钢板沿板厚方向磁化至强磁化状态，所述强磁化状态是指钢板的相对磁导率随磁化强度增大而减小的磁化状态；
[0008](2)所述钢板沿垂直于磁化方向的方向进行匀速直线移动，位于磁化场内的检测探头探测钢板表面的磁导率沿所述钢板移动方向的差动变化，进而判断所述钢板内部是否存在分层缺陷；
[0009]其中，若所述钢板内存在分层缺陷，当所述分层缺陷进入磁化区后，所述分层缺陷的端头附近会形成向外扩散的磁力线，使得所述分层缺陷的端头附近产生磁导率畸变并扩散到所述钢板的表层，继而使得所述钢板对应所述分层缺陷的区域与其他无分层缺陷的区域呈现出不同的磁导率特性。
[0010]进一步地，所述磁化场为静态磁化场；所述钢板的移动速度小于3m/s。
[0011]进一步地，采用两个相对布置的磁轭式磁化器来对所述钢板施加沿板厚方向的静态磁化。
[0012]进一步地，所述检测探头位于所述磁化器的磁极正下方，且其与所述磁化器之间
的位置保持恒定。
[0013]进一步地，所述磁化器的磁极与所述钢板之间设置有钢刷，所述钢刷用于减小磁路中的空气间隙。
[0014]进一步地，所述检测方法用于检测钢板内部距离钢板表面10毫米以内的分层缺陷。
[0015]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种基于磁导率扰动的钢板分层缺陷检测系统，所述检测系统采用如上所述的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法对钢板进行分层缺陷检测，其包括检测探头、第一磁轭式磁化器、第二磁轭式磁化器、三个钢刷、交流激励电源、放大滤波模块、包络检波模块、采集模块、微处理器及直流电源；所述交流激励电源、所述检测探头、所述放大滤波模块、所述包络检波模块、所述采集模块及所述微处理器依次相连接；所述直流电源的两端分别连接所述第一磁轭式磁化器及所述第二磁轭式磁化器；所述第一磁轭式磁化器与所述第二磁轭式磁化器相对间隔设置，两者之间的间隔用于供待测的钢板通过；所述检测探头位于所述第一磁轭式磁化器的磁极正下方，所第一磁轭式磁化器的磁极处以及所述第二磁轭式磁化器的磁极处还分别设置有所述钢刷。
[0016]进一步地，所述检测探头包括一个涡流激励线圈及两个差分连接的涡流接收线圈，两个所述涡流接收线圈沿所述钢板的移动方向分别设置在所述涡流激励线圈相背的两侧。
[0017]进一步地，当分层缺陷的端头进入磁化区后，端头邻近区域产生的磁导率畸变扩散到钢板外壁表层；当钢板相对检测探头运动时，空间错开的两个涡流检测线圈分别位于钢板表层磁导率畸变区和非畸变区上方，所述检测探头输出的差分电压可以用于判断钢板内部有无分层缺陷。
[0018]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法及系统主要具有以下有益效果：
[0019]1.所述钢板沿垂直于磁化方向的方向进行匀速直线移动，位于磁化场内的检测探头探测钢板表面的磁导率沿所述钢板移动方向的差动变化，进而判断所述钢板内部是否存在分层缺陷，由此所述方法的磁化方向垂直于板长，相对于现有漏磁方法平行于板长的磁化方向，有利于增强分层缺陷开口处的磁场扰动，并且所述方法不直接测量钢板内部分层缺陷产生的内部畸变磁场扩散到空气中的微弱漏磁场，而是测量内部畸变场在钢板表层引起的磁导率畸变量，弥补了现有漏磁检测方法难以检测铁磁性材料内部缺陷的不足，提高了检测灵敏度。
[0020]2.所述检测方法在钢板近表层无检测盲区，可以检测钢板内距离钢板表面10毫米以内的分层缺陷，适用性较强。
[0021]3.所述检测系统的成本远远低于电磁超声检测的成本，在高速检测中具有优势和应用前景。
附图说明
[0022]图1是本专利技术提供的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测系统处于工作状态的示意图；
[0023]图2是分层缺陷端头产生畸变磁场的示意图；
[0024]图3是分层缺陷附近磁导率的分布示意图；
[0025]图4是差动检测探头的示意图；
[0026]图5是本专利技术一个实施例得到的分层缺陷检测信号示意图。
[0027]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1
‑
钢板，2
‑
检测探头，3
‑
分层缺陷，4
‑
第一磁轭式磁化器，5
‑
第二磁轭式磁化器，6
‑
钢刷，7
‑
交流激励电源，8
‑
放大滤波模块，9
‑
包络检波模块，10
‑
采集模块，11
‑
微处理器，12
‑
直流电源。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0029]请参阅图1、图2、图3及图4，本专利技术提供的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，所述检测方法主要包括以下步骤：
[0030]步骤一，采用磁化器将待测的钢板沿板厚方向磁化至强磁化状态，所述强磁化状态是指钢板的相对磁导率随磁化强度增大而减小的磁化状态。
[0031]具体地，所述磁化器采用两台相对设置的磁轭式磁化器，其利用直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：(1)将待测的钢板沿板厚方向磁化至强磁化状态，所述强磁化状态是指钢板的相对磁导率随磁化强度增大而减小的磁化状态；(2)所述钢板沿垂直于磁化方向的方向进行匀速直线移动，位于磁化场内的检测探头探测钢板表面的磁导率沿所述钢板移动方向的差动变化，进而判断所述钢板内部是否存在分层缺陷；其中，若所述钢板内存在分层缺陷，当所述分层缺陷进入磁化区后，所述分层缺陷的端头附近会形成向外扩散的磁力线，使得所述分层缺陷的端头附近产生磁导率畸变并扩散到所述钢板的表层，继而使得所述钢板对应所述分层缺陷的区域与其他无分层缺陷的区域呈现出不同的磁导率特性。2.如权利要求1所述的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，其特征在于：所述磁化场为静态磁化场；所述钢板的移动速度小于3m/s。3.如权利要求2所述的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，其特征在于：采用两个相对布置的磁轭式磁化器来对所述钢板施加沿板厚方向的静态磁化。4.如权利要求3所述的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，其特征在于：所述检测探头位于所述磁化器的磁极正下方，且其与所述磁化器之间的位置保持恒定。5.如权利要求3所述的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，其特征在于：所述磁化器的磁极与所述钢板之间设置有钢刷，所述钢刷用于减小磁路中的空气间隙。6.如权利要求1
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5任一项所述的基于磁导率扰动测量的钢板分层缺陷检测方法，其特征在于：所述检测方...

【专利技术属性】
技术研发人员：康宜华，邱公喆，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：