[发明专利]一种铁磁性材料表面非铁磁材料厚度测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种铁磁性材料表面非铁磁材料厚度测量方法及装置，该方法通过将激励探头置于具有不同厚度非铁磁材料的标准试块上，并对激励探头的激励线圈上施加正弦信号，使之产生磁场，并在“U”型磁轭与铁磁性材料表面形成闭合磁路；然后利用检测探头拾取在提离过程中磁路内磁场变化信息，将检测到的磁信号转化成电压信号，并将电压信号输送至PC机，计算得到厚度值；这样，即可对铁磁性材料表面的非铁磁性材料厚度进行测量，具有无损、快速，准确等优点，而且该装置包括依次连接的激励模块、探头模块、信号处理模块、信号采集模块、PC处理显示模块，整个装置抗干扰性强，操作简单，在厚度测量领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无损测厚技术领域，特别涉及一种基于电磁检测技术的铁磁性材料表面非铁磁材料厚度测量方法及装置。

背景技术

目前，市场上有一类产品是在铁磁性材料表面覆盖一层非铁磁性材料包覆层或是特殊材料涂层，以起到保护下层铁磁性材料的作用，如广泛使用于石化行业的带包覆层的管道和压力容器、航空航天领域中带特殊涂层材料的飞行器外壳及工业设备中常用的泰勒阀中的密封球等。此类产品在生产过程中，因生产工艺等原因致使表面包覆层及涂层分布不均匀，影响产品的性能，以及产品在常期使用的过程中，表层的包覆层及涂层易产生磨损，致使失去保护作用。所以对此类产品在生产及在役使用过程中的检测十分重要。

然而，申请人发现：对此类产品包覆层及涂层厚度测量方法主要有破损检测法和无损检测法两大类，其中破损检测(如针刺法等)的方法对产品本身会造成破坏；无损方法有超声，电磁法，其中超声测厚受包覆层内部结构影响较大，故对于内部结构复杂的包覆层厚度测量精度有限，而电磁法与前面的方法相比则具有无损，安全，易操作等优点；但目前应用于测厚的电磁方法主要是涡流测厚法，中国专利文件“一种新型电涡流测厚仪”(专利申请号200920246910.2)和“一种脉冲涡流测厚仪”(专利申请号201120184916.9)分别从机械装置和硬件电路的角度公开了一种涡流测厚仪。在测量铁磁性材料表面非铁磁性材料厚度时，由于涡流探头阻抗随材料厚度变化呈非线性关系，故在后续信号处理电路中加入非线性校正电路，这必将给测厚结果带来了一定的误差。为了提高测量精度，专利“一种金属基体上非金属覆盖层厚度的检测方法”(专利申请号200810306618.5)公开了一种方法：通过制作与待测工件相同的试件对涡流测厚仪进行校准以提高检测精度。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可对铁磁性材料表面的非铁磁性材料厚度进行测量，具有无损、快速，准确等优点的铁磁性材料表面非铁磁材料厚度测量方法，以及实现该铁磁性材料表面非铁磁材料厚度测量方法的装置，整个装置抗干扰性强，操作简单，具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种铁磁性材料表面非铁磁材料厚度测量方法，包括有以下步骤：

制作一套具有不同厚度非铁磁材料的标准试块；

将激励探头置于具有不同厚度非铁磁材料的标准试块上，并对激励探头的激励线圈上施加正弦信号，使之产生磁场，并在“U”型磁轭与铁磁性材料表面形成闭合磁路；

利用检测探头拾取在提离过程中磁路内磁场变化信息，将检测到的磁信号转化成电压信号，并将电压信号输送至PC机，计算得到厚度值。

进一步地，将电压信号经采集卡输送至PC机，计算得到厚度值，具体为：利用检测探头拾取在提离过程中不同厚度非铁磁材料的标准试块检的磁信号转化成电压信号，并经采集卡输送至PC机，同时输入对应的厚度值；重复上述过程，直至将整套具有不同厚度非铁磁材料的标准试块测试完毕，最后由PC机算法拟合得到厚度值与电压值的对应关系式，计算得到相应的厚度值。

进一步地，所述标准试块采用铁磁性材料制作，厚度为50mm，其表面设有的非铁磁材料的厚度为0.1mm～50mm。