[发明专利]一种力磁场信号采集方法及基于其的在线应力检测方法

说明书

本发明公开了一种力磁场信号采集方法及基于其的在线应力检测方法，用以解决现有技术中因力‑磁效应响应磁场信号影响因素过多而导致采用响应磁场信号对在线应力的定量表征能力准确度较低的技术问题。包括以下步骤：a1、以预定频率和强度的交流磁场对待测构件进行交流磁化，并采集一个周期内的激发磁场信号；a2、将待测构件一个周期内的激发磁场信号减去与待测构件同种材料试件在无应力状态下的激发磁场信号，得到待测构件的力磁场信号；a3、根据事先标定的待测构件所属材质的应力～力磁场信号的定量关联关系，并根据步骤a2中获得的待测构件的力磁场信号，定量评定出待测构件所受应力。与现有技术相比，本发明提高了在线应力测量的准确度和适用范围。

技术领域

本发明涉及金属材料的无损检测技术领域，尤其涉及一种金属材料的力磁场信号采集方法及基于其的在线应力检测方法。

背景技术

应力是造成机械结构损伤和破坏的关键因素，构件正在承受的应力(即在线应力)的定量检测及评定不仅对确保结构安全至关重要，还对预估结构寿命、降低结构生产、维护成本发挥重要作用。上个世纪，人们发现应力可以导致铁磁材料磁特性的变化，这种现象被广泛成为力-磁效应。力-磁效应为定量评定应力提供了极具潜力的挖掘空间，催生了一系列的应力磁评定技术。例如磁记忆检测、漏磁场检测、涡流检测及巴克豪森检测等技术，以上技术均通过采集力-磁效应响应磁场信号，并从中寻求能够表征应力的定量检测与评定参数。但由于力-磁效应的响应磁场信号影响因素众多，且只能适应于铁磁材料，因此以上基于力-磁效应响应磁场信号的技术对在线应力的定量表征能力的准确度及适应范围均较低。

发明内容

为解决现有技术中因力-磁效应响应磁场信号影响因素过多而导致采用响应磁场信号对在线应力的定量表征能力准确度较低的技术问题，本发明提供一种力磁场信号采集方法及基于其的在线应力检测方法。

为解决上述技术问题，首先，本发明提供一种力磁场信号采集方法，包括以下步骤：

a1、以预定频率和强度的交流磁场对待测样品进行交流磁化，并采集一个周期内的激发磁场信号；

a2、采用步骤a1中的交流磁场对与待测样品同材质的样品在无应力状态下进行交流磁化；并提取其一个周期内的激发磁场信号；

a3、将待测样品一个周期内的激发磁场信号减去与待测构件同材质的样品在无应力状态下的激发磁场信号，获得待测样品的力磁场信号。

其次，本发明提供一种基于力磁信号采集方法的在线应力检测方法，包括以下步骤：

b1、以预定频率和强度的交流磁场对待测构件进行交流磁化，并采集其力磁场信号；

b2、根据事先标定的待测构件所属材质的应力～力磁场信号的定量关联关系，并根据步骤b1中获得的待测构件的力磁场信号，定量评定出待测构件所受应力。

较佳地，步骤b2中，事先标定的应力～力磁场信号的定量关联关系，由以下步骤确定：

b11、采用与待测构件同材质的材料，制作测试试样；

b12、对测试试样进行不同应力的加载，同时采用与步骤a1相同参数的交流磁场对测试试样进行交流磁化，并采集测试试样在不同应力状态下相对应的力磁场信号；

b13、将测试试样在不同应力状态下的应力值与其相对应的力磁场信号进行匹配，标定出测试试样所属材质的应力～力磁场信号定量关联关系。

在力-磁效应中，金属构件应力的变化会对激发磁场信号产生影响，本发明基于力-磁效应，从激发磁场信号中，提取出力磁场信号，即将测试样品一个周期内的激发磁场信号减去测试试样无应力时的激发磁场信号，用于金属构件在线应力的无损检测与定量评定，包括铁磁构件及铝材等非铁磁构件。

本发明有益效果包括：