[发明专利]一种基于磁电复合效应和磁记忆效应的多通道铁磁材料无损检测传感器及方法

权利要求书

1.一种基于磁电复合效应和磁记忆效应的多通道铁磁材料无损检测传感器的多通道铁磁材料无损检测方法，其特征在于，所述基于磁电复合效应和磁记忆效应的多通道铁磁材料无损检测传感器包含若干个在平面上呈矩形阵列形式排布的磁电检测元件，每个磁电检测元件的主体为条形的磁电复合材料，磁电复合材料连接压电信号输出导线且外部缠绕有微扰线圈；且各磁电检测元件的微扰线圈均与函数信号发生器相连，压电信号输出导线均与锁相放大器相连，锁相放大器连接信号处理装置；

所述多通道铁磁材料无损检测方法的步骤如下：

步骤一：利用函数信号发生器输出与磁电检测元件中的磁电复合材料谐振频率一致的交流正弦电压信号，并将交流正弦电压信号传输到各磁电检测元件上的微扰线圈；

步骤二：将加载有交流正弦电压信号的传感器放到被检测铁磁工件表面，保持各磁电检测元件的底面与被检测铁磁工件表面等距，通过锁相放大器测量各磁电检测元件中压电层产生的电压信号；

步骤三：对测量得到多个电压信号进行分析，若某一个磁电检测元件对应的电压信号值相对于其周边的其他磁电检测元件对应的电压信号值具有突变，则判断该磁电检测元件当前所处位置下方的被检测铁磁工件表面存在缺陷；

所述的步骤三中，测量得到多个电压信号需先在磁电检测元件阵列区域内进行拟合分析，得到区域内任意一点的电压信号值；然后用根据电压信号值大小进行颜色渲染，并实时显示在显示装置上，用于直观判断缺陷的位置和大小；

所述拟合分析的具体做法为：以与被检测铁磁工件表面或者与其平行的任一平面为XY平面，建立三维坐标系，以各磁电检测元件对应的电压信号值为Z轴坐标值，进行非线性曲面拟合，获得磁电检测元件阵列区域内任一点的电压信号值。

2.如权利要求1所述的多通道铁磁材料无损检测方法，其特征在于，所述的信号处理装置连接有显示装置。

3.如权利要求1所述的多通道铁磁材料无损检测方法，其特征在于，所述的磁电复合材料为层状磁电复合材料，由磁致伸缩材料和压电材料复合而成；其中压电材料顶端突出，且突出端设有固化材料封装模块，压电信号输出导线穿过固化材料封装模块后与压电材料的两个电极相连。

4.如权利要求1所述的多通道铁磁材料无损检测方法，其特征在于，所述的传感器整体设置于外壳中，各磁电检测元件的顶部呈矩形阵列形式固定在外壳的内顶面上，外壳底部利用固化材料密封，且各磁电检测元件的底面高于固化材料顶面。

5.如权利要求3或4所述的多通道铁磁材料无损检测方法，其特征在于，所述的固化材料为环氧树脂。

6.如权利要求1所述的多通道铁磁材料无损检测方法，其特征在于，所述的磁电检测元件呈m×n的矩形阵列，m和n大于等于2。

7.如权利要求1所述的多通道铁磁材料无损检测方法，其特征在于，所述磁电检测元件形成的矩形阵列中，相邻磁电检测元件的间距相同。