[发明专利]高分辨率巴克豪森噪声与增量磁导率扫查成像系统

权利要求书

1.高分辨率巴克豪森噪声与增量磁导率扫查成像系统，其特征在于：双路信号激励电路(1)与功率放大器(2)连接，励磁线圈(3)缠绕在励磁磁芯(13)上并连接到功率放大器(2)，被测试件(8)固定于励磁磁芯(13)极靴之间的载物台(9)中，磁头(7)与信号调整电路(5)连接，磁头(7)主要由磁芯(18)、检测线圈(14)、感应线圈(17)、弹簧(15)和传感器外壳(16)组成，磁头(7)由磁芯(18)、检测线圈(14)、感应线圈(17)、弹簧(15)和传感器外壳(16)组成，弹簧(15)和磁芯(18)安装在传感器外壳(16)的中间，磁芯(18)位于弹簧(15)下方；磁芯(18)为不闭合的框架结构，框架结构的不闭合处设有外凸的对称钩状结构，两钩状结构的尖端间存在小于1μm的空气气隙；检测线圈(14)和感应线圈(17)缠绕于磁芯(18)上，将磁头(7)和霍尔元件(4)分别放置于被测试件(8)的上下表面，霍尔元件(4)和信号调整电路(5)与多通道数据采集卡(6)连接，三轴运动平台(12)与运动控制平台(11)连接，同时把多通道数据采集卡(6)和运动控制平台(11)连接到上位机(10)。

2.根据权利要求1所述的高分辨率巴克豪森噪声与增量磁导率扫查成像系统，其特征在于：对试件进行巴克豪森噪声扫查成像的流程是：双路信号激励电路(1)中产生一路低频0.5～200Hz正弦波信号，经功率放大器(2)进行功率放大后，通入励磁磁路的励磁线圈(3)，提供低频交变磁场对被测试件(8)进行周期磁化，固定放置于被测材料下表面的霍尔元件(4)检测切向磁场强度信号，磁头(7)沿被测试件(8)上表面检测巴克豪森噪声信号，切向磁场强度信号和巴克豪森噪声信号均被多通道数据采集卡(6)采集和存储，三轴运动平台(12)搭载磁头(7)，依据设定的扫描路径和步长对试件进行巴克豪森噪声检测，经过信号调整电路(5)滤波处理和前置放大后，由上位机(10)对信号进行特征提取，得到BN包络线的最大值M_max、一个磁化周期内BN包络线的平均值M_mean、BN包络线与纵轴的截距M_r、M_max对应的切向磁场强度H即H_cm、25％M_max处对应的峰宽DH25m、50％M_max处对应的峰宽DH50m和75％M_max处对应的峰宽DH75m等磁参量，各磁参量在磁头(7)空间扫描轨迹处的分布即代表巴克豪森噪声扫查成像结果。

3.根据权利要求1所述的高分辨率巴克豪森噪声与增量磁导率扫查成像系统，其特征在于：由上位机(10)控制多功能电磁检测装置对铁磁性块体或磁性薄膜材料进行局域化巴克豪森噪声、涡流和增量磁导率等特征磁信号检测，上位机(10)中的软件能从检测的特征磁信号中提取至少十四项磁参量；采用三轴运动平台搭载电磁检测装置中的磁头(7)对铁磁性块体或磁性薄膜材料进行平面扫查，得到磁参量的空间分布成像结果；改变磁头(7)采用的磁芯(18)末端空气间隙宽度0.2～10μm，磁头(7)的横向分辨率可在10～100μm范围内进行调整。

4.根据权利要求1所述的高分辨率巴克豪森噪声与增量磁导率扫查成像系统，其特征在于：磁头(7)作为绝对式涡流传感器，独立对铁磁性块体或磁性薄膜材料进行涡流扫查成像，也能与励磁磁路同步运行，对铁磁性块体或磁性薄膜材料进行增量磁导率扫查成像，检测流程是：双路信号激励电路(1)中产生一路低频0.5～200Hz正弦波信号，经功率放大器(2)进行功率放大后，通入励磁磁路的励磁线圈(3)，提供低频交变磁场对被测试件(8)进行周期磁化；同步产生另一路高频100～500kHz正弦波信号通入磁头(7)的感应线圈(17)，以在被测材料局域产生高频涡流场，固定放置于被测试件(8)下表面的霍尔元件(4)检测切向磁场强度信号，磁头(7)沿被测材料上表面进行涡流检测，切向磁场强度信号和涡流检测信号均被多通道数据采集卡(6)采集和存储，三轴运动平台(12)搭载磁头(7)，依据设定的扫描路径和步长对试件进行涡流扫查，上位机(10)对接收的涡流信号进行正交解调得到虚部，随切向磁场强度的变化轨迹即为增量磁导率蝶形曲线，特征磁参量包括：IP包络线的最大值μ_max、一个磁化周期内IP包络线的平均值μ_mean、IP包络线与纵轴的截距μ_r、μ_max对应的切向磁场强度H即H_cu、25％μ_max处对应的峰宽DH25u、50％μ_max处对应的峰宽DH50u和75％μ_max处对应的峰宽DH75u,各磁参量在磁头(7)空间扫描轨迹处的分布即代表增量磁导率扫查成像结果。