[发明专利]一种利用漏磁场测量钢板厚度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板厚度的测量方法，尤其是涉及一种利用漏磁场测量钢板厚度的方法。

背景技术

近年来，特殊环境下钢板或钢管厚度的检测得到了越来越多的重视，这些钢板或钢管的特点是不便于进行两侧测量。以钢管的厚度测量为例，由于测量时不能接触到钢管的内表面，因此无法用千分尺、游标卡尺等器具测量。针对这类钢管难于测厚的问题，人们发明了压电超声测厚仪。这种检测仪器具有制造工艺简单、体积小、重量轻等优点，但是存在明显的不足，例如需要添加耦合剂，且要对其表面进行清洁、打磨等预处理。由于压电超声测厚仪的这些限制，人们发明了电磁超声换能器，并逐渐得到了广泛的应用。

中国专利CN101701809A所公开的一种电磁超声测厚仪及其测量方法主要由微控制器、发射电路、电磁超声探头、接收开关、调理电路、回波处理系统、显示系统和键盘组成，利用电磁感应的原理，直接在被检测物内激发超声波，具有非接触、无需耦合剂等优点。但为了激发出电磁超声，需要发射电路产生大功率超声波驱动信号，其输出电压为500～1000V。

中国专利CN2852049Y公开的铁材测厚仪提供了一种厚度检测方法，它是利用漏磁场的原理来测量铁磁材料的厚度。该装置主要由传感器、检测电路和表头组成。传感器是在“U”形铁芯的两臂分别嵌设磁铁和霍尔元件。当铁芯紧贴在被测材料表面时，磁铁的磁力线经“U”形铁芯、被测材料作用于霍尔元件。磁铁采用强磁磁铁，使被测材料达到磁饱和，其厚度就决定了可通过的磁力线多少，根据霍尔元件的输出电压，来间接测出被测材料的厚度。因为需要将铁心紧贴于被测物表面来磁化被测材料，所以当被测物上覆盖有生锈、沙尘、油渍等非导磁物质或表面出现缺陷时，铁心无法与被测物充分的接触，将会产生一定的提离值，因此其测量结果将会受到明显影响。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术的不足，提供一种具有驱动电压低、受被测物上非导磁覆盖层影响小、结构简单、测量快捷方便、非接触式测量等特点的利用漏磁场测量钢板厚度的方法。

本发明包括以下步骤：

1)取至少2个与待测部件相同材质的试样作为标准部件；

2)将一对并排放置的激励绕组线圈垂直置于试样表面，激励绕组线圈由信号发生器激励，并按设定的提离值，将激励绕组线圈下的试样磁化至饱和状态，在激励绕组线圈的磁化作用下，激励绕组线圈的磁极与试样之间的气隙中将会产生漏磁场；

3)将检测元件置于2个激励绕组线圈中间，并按设定的提离值，测量步骤2)所述漏磁场的强度；

4)对检测元件的输出信号进行放大和滤波处理，滤除或抑制输出信号中的噪声，将处理后的数据送入信息处理系统，分析得到漏磁场强度随信号发生器激励信号变化的连续二维曲线；

5)分别计算出步骤4)所得的连续二维曲线的拐点，以及该拐点所对应的信号发生器激励信号瞬时强度信息M_X；

6)用信息处理系统将步骤5)得到的信号发生器的激励信号瞬时强度数据M_X处理成以该数据M_X为变量的钢板厚度H的函数表达式，即确定了钢板厚度的量化公式为H＝aM_X²+bM_X+c，式中a为二次项系数，b为一次项系数，c为偏移量；

7)实际测量时，按步骤2)将被检测部件磁化至饱和状态，按步骤3)获得被测部件的漏磁场强度，按步骤4)得到连续的二维漏磁场曲线，按步骤5)得到拐点所对应的信号发生器激励信号瞬时强度信息M_X，将该数据代入步骤6)得到的厚度量化公式，即可确定被检测部件的厚度。

在步骤2)中，所述信号发生器可为任意波形信号发生器。所述信号发生器最好为锯齿波发生器，所述锯齿波可以是正斜率，也可以是负斜率；所述提离值可为0.5～5mm。

在步骤3)中，所述检测元件可为磁敏感元件等。

在步骤4)中，所述噪声包括输出信号中的随机噪声和背景噪声；所述信息处理系统可为单片机、DSP或PC机等。

本发明利用漏磁场对激励磁场的响应特征，根据简单的算法实现钢板厚度的量化。由于本发明中的激励磁场只对磁性材料有作用，因此不受被测物上所覆盖的各种非导磁物质(生锈、沙尘、油渍等)的影响，无需对被测物的表面进行清理。另外，本发明由于以漏磁场的拐点为变量测量厚度，因此检测元件提离值的小波动对拐点值的影响较小，能有效地消除检测元件提离值的误差(由被测表面不平整或检测元件自身定位引起的)对测量精度的影响。本发明还具有结构简单、测量快捷方便、非接触式测量等特点。

附图说明