[发明专利]一种基于趋肤效应的铁磁性导体表面硬度测量方法及系统有效
申请号: | 201610958136.2 | 申请日: | 2016-10-27 |
公开(公告)号: | CN107064219B | 公开(公告)日: | 2020-04-07 |
发明(设计)人: | 杨勇;杨文璐;杨远聪;王华俊;安虹宇 | 申请(专利权)人: | 中国地质大学(武汉) |
主分类号: | G01N27/00 | 分类号: | G01N27/00 |
代理公司: | 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 | 代理人: | 杨立;陈振玉 |
地址: | 430074 湖北省武汉市洪山区鲁磨路3*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 趋肤效应 铁磁性 导体 表面 硬度 测量方法 系统 | ||
本发明涉及基于趋肤效应的铁磁性导体材料表面硬度测量方法及系统,其系统包括交流恒流信号模块、交流电压检测模块和主控制模块。交流恒流信号模块为标样或待测样品提供高频或低频交流恒流信号;交流电压检测模块检测不同已知表面硬度HS(i)的标样上两个目标检测点之间的高频电压值VSH(i);还检测待测样品上两个目标检测点之间的高频电压值VSH';主控制模块绘制标样的表面硬度HS(i)随高频电压值VSH(i)的变化曲线HS(i)~VSH(i);还在变化曲线HS(i)~VSH(i)中读取所述高频电压值VSH'对应的待测样品表面硬度HS'(i)。本发明受表面影响小,可检测表面复杂和表面有污染等样品,没有提离度问题,对样品几何参数无定量要求,测试简单可靠,还可用于评估待测样品表面硬度强化层的深度。
技术领域
本发明涉及电磁无损检测技术领域,尤其涉及一种基于趋肤效应的铁磁性导体表面硬度测量方法及系统。
背景技术
工程结构钢、钢轨踏面、舰船钢板、轴承、螺栓、刀具、武器等钢铁件的表面硬度关系到产品质量、使用寿命、成本甚至生命财产安全。硬度测量也能用于评价或改进热处理、材料配方、精密机械加工等工艺,评估安全风险、预防事故,并可辅助精密机械调校。因此准确可靠地测量钢铁等铁磁性导体构件的表面硬度具有重要意义。
常规的硬度检测方法分为有损分析和无损分析。常规有损分析法有:(微)压痕法、成分分析法等。常规无损分析方法有:弹跳法(难以表征表面硬度)、X射线结构分析法(使用不便,容易受表面状况的影响,仅适合表面平整干净未污损的表面)、涡流法和电磁感应法(容易受表面状况、提离度等影响)、超声波法和特征振动谱(难以表征表面硬度)分析法等。常规分析法还有一共同的局限,就是都需要逐点逐区检测,效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种基于趋肤效应的铁磁性导体表面硬度测量方法及系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
依据本发明的一个方面,提供了一种基于趋肤效应的铁磁性导体表面硬度测量方法,包括如下步骤:
步骤1:选取多个表面硬度HS(i)互不相同、材质和几何参数均相同的标样,在每个标样上选取两个目标检测点;
步骤2:在所述标样两端加上幅度和频率均相同的高频恒流信号,检测不同已知表面硬度HS(i)的标样上两个所述目标检测点之间的高频电压值VSH(i);
步骤3:根据不同已知表面硬度HS(i)下两个所述目标检测点之间的高频电压值VSH(i)绘制标样的表面硬度HS(i)随高频电压值VSH(i)的变化曲线HS(i)~VSH(i);
步骤4:测量待测样品上两个所述目标检测点之间部分在相同高频恒流信号激励时的高频电压值VSH';
步骤5:在变化曲线HS(i)~VSH(i)中读取所述高频电压值VSH'对应的表面硬度HS';
其中,标样与待测样品为材质和几何参数均相同的铁磁性导体材料,且系列标样的表面硬度范围涵盖待测样品的表面硬度范围。
依据本发明的另一个方面,提供了一种基于趋肤效应的铁磁性导体表面硬度测量系统,包括交流恒流信号模块、交流电压检测模块和主控制模块。
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