基於漏磁測量來確定應力的裝置的製作方法

2023-05-03 08:20:31

專利名稱：：基於漏磁測量來確定應力的裝置的製作方法
技術領域：
：基於漏磁測量來確定應力的裝置
技術領域：
一種通過測量被測樣漏磁場來檢測應力的裝置，無損檢測
技術領域：
。技術背景目前常用的X-Ray檢測、磁粉檢測、超聲檢測等無損檢測技術手段均不僅要求被測樣停止工作，而且只能發現被測樣已存在的缺陷，對將要發生缺陷的部位無法預測。
實用新型內容本實用新型的目的提出基於漏磁測量來確定應力的裝置，可以通過確定應力發現被測樣已存在的缺陷，對將要發生缺陷的部位進行預測。1.一種基於漏磁測量來確定應力的方法，其特徵在於檢測被地磁場磁化的被測樣表面漏磁場，或者檢測被測樣在周圍空間的漏磁場，將測量結果與預先建立的標樣漏磁場資料庫中的標準數據進行比對和計算，從而得出被測樣的應力；其中用如下方法建立標樣漏磁場資料庫O製作與被測樣同種材料、同形狀截面標樣；2)測量並記錄試驗環境磁場，計算環境磁場平均值；測量並記錄地磁場；3)試驗環境保持恆溫，設置並記錄試驗環境溫度；4)把標樣安裝在加載試驗設備的試驗臺架上，初始不對標樣加載；5)測量並記錄標樣表面漏磁場，直到整個表面各個點測量完畢；(測量點的選取一方面要反應標樣表面幾何特徵，另一方面相鄰測量點的間隙要足夠小，以便能完整記錄漏磁場在標樣表面的變化特徵)；.6)在沿標樣表面法線向外、與標樣表面平行的某一空間平面內，測量並記錄標樣在該空間平面的漏磁場；(測量點的選取一方面要反應該空間平面幾何特徵，另一方面相鄰測量點的間隙要足夠小，以便能完整記錄漏磁場在該空間平面的變化特徵)；7)在沿標樣表面法線向外、與標樣表面平行的空間平面內重複步驟6)，直到該空間平面內所有點的漏磁場值與環境磁場平均值一致；一致的判斷原則為該空間平面內所有點的漏磁場值與環境磁場平均值之差不大於某一個常數；空間平面的選取原則為平面距離要足夠小，以便能完整記錄標樣在周圍空間整個漏磁場的變化特徵；8)操作試驗設備對標樣加載至某一值，重複步驟5)、6)、7)測量並記錄標樣在該載荷下的表面漏磁場和空間漏磁場；同時測量並記錄標樣的應力；9)加大標樣的載荷，重複步驟8)直到標樣被破壞；這樣得到一定地磁場、一定溫度下的漏磁場-應力關係數據；10)改變溫度重複步驟3)9)，得到該標樣一定地磁場下的漏磁場-應力-溫度關係數據；11)監測地磁場，在不同地磁場值時重複2)9)，獲得該標樣的漏磁場-應力-溫度-地磁場關係數據，將所得數據進行消噪處理，得到該標樣的漏磁場-應力-溫度-地磁場關係數據，從而建立標樣漏磁場資料庫；這裡所指消噪處理所採用的方法可以是如小波分析等數位訊號處理中常用消噪方法；其中對被測樣的應力測量方法如下記錄被測樣地點環境溫度，測量並記錄地磁場數據，在被測樣表面或與表面平行的某一空間平面內測量漏磁場；對所得的被測樣漏磁場數據進行消噪處理、幾何修正，將修正後的數據與標樣的漏磁場-應力-溫度-地磁場數據相對比計算，從而得出被測樣的應力。所述的幾何修正為乘以被測樣與標樣的面積之比。這裡所指的計算是指插值、擬合等計算。所述方法中建立標樣漏磁場資料庫時，其中的地磁環境可由地磁模擬裝置模擬產生。一種基於漏磁測量來確定應力的裝置，其特徵在於磁敏傳感器陣列1測量被測樣的漏磁場，然後把漏磁場數據信號傳給鎖相放大器9，鎖相放大器9對信號進行調製、放大、鑑相、解調得到放大、消噪的漏磁場數據，把此數據傳給CPU10;CPU10從存儲器11或通過外存儲器接口14從外存儲器讀取用戶通過鍵盤12指定的標樣漏磁場數據，通過比較採集到的被測樣漏數據和標樣漏磁場數據，計算出被測樣的應力。基於漏磁測量來確定應力的裝置，其特徵在於將磁敏傳感器陣列1固定在託架2上；驅動器8驅動電機4，電機4通過皮帶7帶動託架2在導軌3上按CPU10的運動指令運動，編碼器5和電機4的軸同步轉動，同時把位置數據反饋給CPUIO。再把用戶通過鍵盤12指定的需要顯示的數據送到示波器13顯示。通過與CPU10相連的上位機接口15，運動和採集命令可由上位機發布，漏磁場數據也可傳到上位機處理。圖l漏磁應力檢測儀示意圖具體實施方式下面詳細說明本實用新型的較佳實施例。圖1是磁敏傳感器陣列安裝在導軌上的漏磁應力檢測儀示意圖。導軌3安裝在地板17表面上。驅動器8驅動電機4，電機4通過皮帶7帶動託架2在導軌3上按CPU10的運動指令運動，磁敏傳感器陣列1固定在託架2上。編碼器5和電機4的軸同步轉動，同時把位置數據反饋給CPUIO。磁敏傳感器陣列1測量被測樣的漏磁場，然後把漏磁場數據信號傳給鎖相放大器9，鎖相放大器9對信號進行調製、放大、鑑相、解調得到放大、消噪的漏磁場數據，把此數據傳給CPUIO。CPU10從存儲器11或通過外存儲器接口14從外存儲器讀取用戶通過鍵盤12指定的標樣漏磁場數據，通過比較採集到的被測樣漏數據和標樣漏磁場數據，計算出被測樣的應力。再把用戶通過鍵盤12指定的需要顯示的數據送到示波器13顯示。通過與上位機接口15，運動和採集命令可由上位機發布，漏磁場數據也可傳到上位機處理。如果需要兩臺或多臺同步工作，把兩臺或多臺漏磁應力檢測儀的擴展接口16互聯起來，其中任何一臺都可以發布運動和採集命令給其他互聯的漏磁應力檢測儀，這樣就可以實現多臺漏磁應力檢測儀協同工作。首先建立標樣漏磁場資料庫。製作45#鋼材質、工字型截面、長50釐米的標樣，表面均勻劃分網格。把標樣固定在WDW-100電子萬能材料試驗機上。保持試驗環境恆溫2(TC，測量地磁場為O.5mT，環境磁場平均值為0.3mT。WDW-100電子萬能材料試驗機對標樣加載為零時。用Lakeshore475高斯計在標樣表面每個格點處測量並記錄漏磁場；在平行標樣表面、距離為2mm的空間平面內用同樣的方法劃分網格，測量並記錄每個格點處的漏磁場；在平行標樣表面、距離為4mm的空間平面內用同樣的方法劃分網格，測量並記錄每個格點處的漏磁場；依此類推直到平面內所有各點的磁場值與環境磁場平均值為0.3mT之差均小於0.003mT。所測結果見表1。表l10cm20cm30cm40cm50cm標樣表面處磁場Gs1.1111.1121.1111.1131.Ill2mm空間平面處磁場Gs0.5100.5110.5090,5100.5124mm空間平面處磁場Gs0.3000.2970.2980.2990.298應力Mpa00000通過WDW-100電子萬能材料試驗機給樣品加載IOKN。用Lakeshore475高斯計在標樣表面每個格點處測量並記錄漏磁場。用RS-100殘餘應變測定儀測量並記錄標樣每個格點所在截面的內部應力；在平行標樣表面、距離為2皿的空間平面內用同樣的方法劃分網格，測量並記錄每個格點處的漏磁場；在平行標樣表面、距離為4mm的空間平面內用同樣的方法劃分網格，測量並記錄每個格點處的漏磁場；依此類推直到平面內所有各點的磁場值與環境磁場平均值為0.3mT之差均小於0.003mT。表2IO認時的漏磁場tableseeoriginaldocumentpage7通過WDW-100電子萬能材料試驗機依次增大樣品載荷並重複上述過程直到標樣被破壞，得到該標樣20。C、0.5mT下的漏磁場-應力數據。在-5(TC+10(TC溫區內每間隔5t:重複上述過程，得到該標樣0.5mT下的漏磁場-應力-溫度數據。地磁場變化區間O.10.9raT範圍內，每隔0.lmT重複上述過程，可以得到漏磁場-應力-溫度-地磁場數據。其次，對被測樣表面磁場進行採集。某裸露鋼結構材質為45#鋼、工字型截面、截面面積與標樣截面大小相等，此時環境溫度為20°C、被測樣所在處地磁場0.5mT，測量得到被測樣的表面漏磁場數據見表3。表3tableseeoriginaldocumentpage7那麼幾何修正因子截面大小相等為1，通過與表2比較可知被測樣各處應力為表4。表4tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1、一種基於漏磁測量來確定應力的裝置，其特徵在於磁敏傳感器陣列(1)測量被測樣的漏磁場，然後把漏磁場數據信號傳給鎖相放大器(9)，鎖相放大器(9)對信號進行調製、放大、鑑相、解調得到放大、消噪的漏磁場數據，把此數據傳給CPU(10)；CPU(10)從存儲器(11)或通過外存儲器接口(14)從外存儲器讀取用戶通過鍵盤(12)指定的標樣漏磁場數據，CPU(10)通過比較採集到的被測樣漏數據和標樣漏磁場數據，計算出被測樣的應力。2、根據權利要求l所述的裝置，其特徵在於還可以將磁敏傳感器陣列(1)固定在託架(2)上；驅動器(8)驅動電機(4)，電機(4)通過皮帶(7)帶動託架(2)在導軌(3)上按CPU(10)的運動指令運動，編碼器(5)和電機(4)的軸同步轉動，編碼器(5)同時把位置數據反饋給CPU(10)。專利摘要基於漏磁測量來確定應力的裝置屬於無損檢測
技術領域：
。目前常用的X-Ray檢測、磁粉檢測、超聲檢測等無損檢測技術手段均不僅要求被測樣停止工作，而且只能發現被測樣已存在的缺陷，對將要發生缺陷的部位無法預測。本實用新型技術方案檢測被地磁場磁化的被測樣表面漏磁場，或者檢測被測樣在周圍空間的漏磁場，將測量結果與預先建立的標樣漏磁場資料庫中的標準數據進行比對和計算，從而得出被測樣的應力。本實用新型可以發現被測樣已存在的缺陷，對將要發生缺陷的部位預測。文檔編號G01N27/82GK201051090SQ200720149518公開日2008年4月23日申請日期2007年6月8日優先權日2007年6月8日發明者周錫元,李振寶,紀金豹,閻維明,陳利民,黃浩華申請人:北京工業大學