[发明专利]一种适用于点型缺陷的磁轭式局部微磁化检测装置

说明书

技术领域

本发明属于金属零件表/界面点型缺陷无损检测技术领域，更具体地，涉及一种适用于点型缺陷的磁轭式局部微磁化检测装置。

背景技术

高精金属零件在加工过程中由于力-热耦合等载荷作用诱发的复杂物理现象使得零件的表/界面形性受到很大的影响，因此需对零件自身表面状况进行检测，现有的针对零件表面形貌特征进行检测的方法有触针法、印模法等接触式方法以及光学非接触式方法。然而上述检测方法都有一定的局限性，接触式方法容易损伤软质零件表面且对表面斜深褶皱等形貌特征无效，而光学非接触式方法受到环境亮度的影响，检测精度低。

总之，现有的检测方法都要求待检体有特定的表面清洁度及静定状态，无法适应零件加工过程中恶劣的环境检测需求，此外，由于高精金属零件在切削加工变形后伴随留下的剩磁比较微弱，现有的磁感应装置无法检测出诸如微小的“点”型麻坑、划痕等微弱磁场量信号，因此，为突破对高精漏磁无损检测中微小的“点”型缺陷的检测，并满足在线监测工况环境等要求，发明一种高分辨率的点型磁感应装置具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于点型缺陷的磁轭式局部微磁化检测装置，其中结合磁感应装置自身的特征，相应设计了磁轭式局部微磁化的点型缺陷磁感应检测装置，并对其关键组件如磁敏感元件部分、磁感应部分和磁轭式局部微磁化部分的结构及其具体安装配置方式进行研究和设计，相应的可有效解决高精金属零件“点”型缺陷难以检测的问题，同时还具备检测灵敏度、分辨率以及检测精度高的优点，因而尤其适用于高精加工中金属零件表/界面“点”型缺陷形貌的在线检测。

为实现上述目的，本发明提出了一种适用于点型缺陷的磁轭式局部微磁化检测装置，其特征在于，该装置包括磁敏感元件部分(A)、磁感应部分(B)和磁轭式局部微磁化部分(C)，其中：

该磁敏感元件部分(A)包括磁敏感元件引线端(A1)、磁敏感元件(A2)、点型磁引导芯(A4)和磁绝缘的磁引导芯套筒(A3)，所述磁敏感元件引线端(A1)与所述磁敏感元件(A2)相连，所述点型磁引导芯(A4)呈下端为圆锥形、上端为圆柱形的结构，所述点型磁引导芯(A4)的圆柱形结构的上端与磁敏感元件(A2)下端的磁敏感部位相连，所述磁引导芯套筒(A3)采用过盈配合的方式紧套在所述磁引导芯(A4)圆柱形结构的外侧；

该磁感应部分(B)包括磁感应线圈(B1)和线圈引线端(B2)，所述磁感应线圈(B1)绕制在所述磁引导芯套筒(A3)的外侧，所述线圈引线端(B2)设置在所述磁感应线圈(B1)的两端，以便于所述磁感应线圈(B1)中磁感应信号的输出；

该磁轭式局部微磁化部分(C)包括环形导磁构件(C1)、磁铁连接件(C2,C2’)、磁轭式双磁铁(C3,C3’)和斜向双导磁构件(C4,C4’)，其中所述环形导磁构件(C1)套装在所述磁引导芯套筒(A3)的下部，并由所述磁引导芯套筒(A3)的下端面固定支撑，所述环形导磁构件(C1)的两侧通过磁铁连接件(C2,C2’)对称连接有沿竖直方向布置的且磁极相反的磁轭式双磁铁(C3,C3’)，所述磁轭式双磁铁(C3,C3’)的下端部连接有向所述点型磁引导芯(A4)的圆锥形结构倾斜的斜向双导磁构件(C4,C4’)。

作为进一步优选地，所述磁敏感元件(A2)优选为光纤磁敏感元件、磁通门磁敏感元件、巨磁阻磁敏元件和霍尔磁敏元件中的一种；所述磁引导芯(A4)的制备材料优选为坡莫合金。

作为进一步优选地，所述磁感应部分(B)优选由铜质漆包线绕制而成。

作为进一步优选地，所述磁轭式双磁铁(C3,C3’)优选为稀土永磁体。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明可在高精零件在线加工中对金属零件表面进行非接触式的检测，使高精铁磁性金属零件加工中材料表面形性的在线监测更加准确、可靠，实现对高精零件加工过程中“点”型缺陷产生的微弱电磁场量的精确获取与传感，有效解决高精金属零件“点”型缺陷无法检测的问题。

2.本发明将磁敏感元件的磁敏感部位进一步精细化，便于检测到更加细微区域的漏磁场量信息，不仅提高了漏磁检测的分辨率，达到了无损检测的目的，而且采用了磁轭式局部微磁化的方式，减少了额外进行磁化的工作，满足高精零件加工过程中在线监测并实时反馈的要求，进一步极大的提升了金属零件在线加工的精度和效率。

3.满足在速度剧变工况下及时输出缺陷的漏磁场量信号的需要，同时还具备检测灵敏度、分辨率以及检测精度高的优点。

附图说明