金屬磁記憶診斷儀的製作方法
2023-06-04 15:41:41
專利名稱：金屬磁記憶診斷儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬檢測診斷儀器。
目前，工業正朝著「三高」(即高溫、高速、高載)方向發展。設備、構件在「三高」運行狀態下往往未到下一個常規檢測周期就已發生損壞導致事故，造成嚴重的後果。傳統無損檢測方法(如超聲、磁粉、滲透、渦流、射線等)已廣泛應用於工業非破壞性檢測，但由於原理和工藝的局限性，傳統NDT法僅能檢出已發展成形的缺陷。為了可靠、靈敏地檢出金屬的早期損傷，尤其是金屬的隱性不連續變化，以滿足現代工業無損檢測的需要，必須探索新理論，開發新儀器。
本實用新型的目的是克服現有技術不足，提供一種可以檢測金屬早期損傷、隱性不連續變化，且顯示直觀的新型診斷儀。
本實用新型的目的是這樣實現的1997年在美國舊金山舉行的第50屆國際焊接學術會議上，俄羅斯科學家提出金屬應力集中區－－金屬微觀變化－－磁記憶效應相關學說，並形成一套全新的金屬診斷技術－－金屬磁記憶(MMM)技術，該理論立即得到國際社會的承認。這一被譽為二十一世紀NDT新技術的檢測法，是集常規無損檢測、斷裂力學、金相學諸多潛在功能於一身的嶄新檢測技術。
實驗研究發現鐵磁性金屬部件表面上的磁場分布與部件應力載荷有一定的關係，因此可通過檢測部件表面的磁場分布情況間接地對部件進行診斷。鐵磁性部件缺陷或應力集中區域磁場的切向分量Hp(x)具有最大值，法向分量Hp(y)改變符號且具有零值。基於上述原理，本申請人擬通過它對鐵磁性部件表面磁場法向分量Hp(y)的檢測來確定部件缺陷或應力集中的位置，其技術解決方案為
金屬磁記憶診斷儀是由磁感應傳感器陣列、溫度傳感器、距離測量裝置、放大濾波電路、多路開關、A/D轉換模塊、CPU系統、顯示裝置等組成。溫度傳感器的輸出端經接放大器接多路開關；距離測量裝置直接接計算機系統；磁感應傳感器陣列經放大濾波電路接多路開關；多路開關的輸出端接A/D轉換模塊的輸入端，A/D轉換模塊的輸出端接CPU系統的輸入端，顯示器接CPU系統的輸出端。
本實用新型所述的距離測量裝置由可逆光電編碼器、探頭導輪及相應的電路組成。
本實用新型所述的磁感應傳感器陣列可由一個到幾十個同型號的霍爾器件並聯輸入，串聯輸出組成。
本實用新型所述的磁感應傳感器、溫度傳感器、距離測量裝置組裝為檢測探頭。
由於本實用新型採取上述結構，金屬磁記憶診斷儀具有多個實時檢測通道。它不需要對被檢測對象專門充磁，不需要對被測表面做任何預處理，檢測速度快，對表面有保護層的部件允許提離至150mm以外進行檢測，原來不知道的應力集中或缺陷位置可在檢測過程中確定。儀器採用人機對話、菜單提示、熱鍵幫助，具有中、英文軟體版本，操作簡便，且儀器還具有記錄、存貯、拷貝和分析功能。儀器整機體積小、重量輕、交直流二用。儀器還配有串、並行口，方便與外界的通訊。此外，儀器還配有數據分析管理軟體，可對現場採集的資料在任何一臺PC機上作進一步的分析和處理。
結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述附
圖1、為本實用新型原理結構框圖；附圖2、為本實用新型距離測量裝置結構示意圖；附圖3、為本實用新型檢測探頭結構示意附圖4、為本實用新型放大濾波電路圖；附圖5、為本實用新型實施例1霍爾器件連接方式示意圖；附圖6、為本實用新型實施例2霍爾器件連接方式示意圖；如附圖1、附圖2、附圖3所示，本實用新型由磁感應傳感器陣列(2)、溫度傳感器(1)、距離測量裝置(3)、放大濾波電路(5)、多路開關(6)、A/D轉換模塊(7)、CPU系統(8)、顯示裝置(9)等組成。溫度傳感器(1)的輸出端經接放大器(4)接多路開關(6)；距離測量裝置(3)直接接CPU系統(8)；磁感應傳感器陣列(2)經放大濾波電路(5)接多路開關(6)；多路開關(6)的輸出端接A/D轉換模塊(7)的輸入端，A/D轉換模塊(7)的輸出端接CPU系統(8)的輸入端，顯示器(9)接CPU系統(8)的輸出端。
距離測量裝置由可逆光電編碼器(13)、探頭導輪(11)、傳動帶(12)、控制電路(14)組成。其工作原理為探頭導輪(11)轉動使得可逆光電編碼器(13)產生脈衝信號，由於探頭導輪(11)的周長C是固定的，而可逆光電編碼器(13)轉一圈產生脈衝個數N也是固定的，根據所測得的脈衝個數M，通過軟體計算就可得知檢測行程S=M/N*C。該裝置用來完成傳感器在製件表面相對位置信息的傳送。
磁感應傳感器(2)陣列是本儀器的關鍵元件，由一個到幾十個同型號的霍爾器件H組成，這些霍爾器件H具有靈敏度高，線性好等特點。可根據現場檢測對象的具體情況選擇陣列大小，即霍爾器件H的個數。它主要用來測量被檢對象的磁場強度。
磁感應傳感器(2)、溫度傳感器(1)、距離測量裝置(3)組裝為檢測探頭。溫度傳感器(熱敏電阻)(1)和放大電路(4)組成溫度補償電路。由於磁感應傳感器(2)對溫度較為敏感，需要設置補償電路。溫度傳感器(1)和磁感應傳感器(2)是裝在同一個探頭上的，這就保證了溫度傳感器(1)感受到的溫度信息與磁感應傳感器(2)所處的溫度環境一致，使得儀器受溫漂的影響大大降低。
如附圖4所示，為放大濾波電路，實施例中本儀器有八通道，現取其中一個通道為例，其餘通道類似。霍爾器件H1的兩個輸出端分別經電阻R11、電阻R21接放大器A11的輸入端；放大器A11的輸出端接由電阻R51、電容C11、電阻R61、電容C21、電阻R71、電阻R81及放大器A21組成的二階低通濾波器。霍爾器件H1產生的信號，通過電阻R11、電阻R21送入放大器A11進行放大R31/R11倍後，再經二階低通濾波器濾波後的信號通過由控制信號選通多路開關(6)進入A/D轉換器(7)，經過轉換後的數據通過I/O接口及總線與主機(8)連接，由軟體對其進行處理，結果送顯示裝置(9)。
磁感應傳感器陣列由霍爾器件H1…Hn(n≥1)組成，可根據實際情況選擇陣列大小。當檢測對象的磁場強度較強，一個通道只需一個霍爾器件，因此如果需要八個通道同時檢測，就需要由八個霍爾器件來組成磁感應傳感器陣列；而當檢測對象的磁場強度較弱，就需要提高霍爾器件的靈敏度。實施例1、如附圖5所示，本實用新型採用2個霍爾器件組成1個通道，兩個霍爾元件H11、H12採用輸入並聯、輸出串聯的方式來提高霍爾器件的靈敏度。
實施例2如圖6所示，用3個霍爾器件組成1個通道，三個霍爾元件H11、H12、H13輸入並聯、輸出串聯組成。
權利要求1.一種金屬磁記憶診斷儀，其特徵在於是由磁感應傳感器陣列、溫度傳感器、距離測量裝置、放大濾波電路、多路開關、A/D轉換模塊、CPU系統、顯示裝置組成，溫度傳感器的輸出端經接放大器接多路開關；距離測量裝置直接接計算機系統；磁感應傳感器陣列經放大濾波電路接多路開關；多路開關的輸出端接A/D轉換模塊的輸入端，A/D轉換模塊的輸出端接CPU系統的輸入端，顯示器接CPU系統的輸出端。
2.據權利要求1所述的金屬磁記憶診斷儀，其特徵在於所述的距離測量裝置由可逆光電編碼器、探頭導輪及相應的電路組成。
3.根據權利要求1所述的金屬磁記憶診斷儀，其特徵在於所述傳感器陣列可由一個到幾十個同型號的霍爾器件並聯輸入，串聯輸出組成。
4.根據權利要求1所述的金屬磁記憶診斷儀，其特徵在於所述的磁感應傳感器、溫度傳感器、距離測量裝置組裝為檢測探頭。
專利摘要本實用新型公開了一種金屬磁記憶診斷儀,是由磁感應傳感器列、溫度傳感器、距離測量裝置、放大濾波電路、多路開關、A/D轉換模塊、CPU系統、顯示裝置組成。其傳感器陣列是由一個到幾十個同型號的霍爾器件並聯輸入,串聯輸出組成。本實用新型主要用於確定鐵磁部件存在缺陷或應力集中的位置。金屬磁記憶診斷儀具有多個實時檢測通道。它不需要對被檢測對象專門充磁,不需要對被測表面做任何預處理,檢測速度快、且能夠直觀再現部件的缺陷或應力集中的位置。
文檔編號G01N27/87GK2434677SQ0024200
公開日2001年6月13日 申請日期2000年6月30日 優先權日2000年6月30日
發明者林俊明 申請人:廈門愛德華檢測設備有限公司