[发明专利]一种基于MDL的铁磁材料局部应力分布无损检测装置

说明书

本发明公开了一种基于MDL的铁磁材料局部应力分布无损检测装置，包括具有均匀横截面的MDL、激励线圈、检测线圈、永磁体、支撑件以及超声回波探测器，所述MDL平置于被测铁磁材料上方；所述激励线圈和所述检测线圈分别绕置于所述MDL周围，所述激励线圈和所述检测线圈之间的距离配置成避免激励线圈的激励信号和检测线圈的检测信号发生干扰；所述永磁体固定于所述MDL的上表面；所述支撑件设置于所述MDL与被测铁磁材料之间，用以支撑所述MDL及所述永磁体；所述超声回波探测器通过所述支撑件上预设的通孔与被测铁磁材料贴合，用以探测被测铁磁材料的厚度。本发明可以实现局部区域或连续区域的快速检测，同时保证高精度高灵敏度。

技术领域

本发明属于铁磁材料局部应力分布无损检测领域，特别涉及一种基于磁致伸缩延迟条带(MDL)的铁磁材料局部应力分布无损检测装置。

背景技术

应力检测在现代工业生产加工领域是非常重要的，尤其是对于材料表面及内部的局部应力检测技术对于产品的服役寿命和材料可靠性检测有着重要的影响和工程意义。残余应力的存在会严重影响工件的强度及相关性能，其主要是由于机械加工和热加工处理后残留在材料内部且保持内平衡的内应力，如不加以处理，在材料使用中，由于不均匀的热处理、焊接或切削加工等操作，会使材料内部应力平衡破坏，应力水平超过强度极限而出现裂纹或材料，导致材料失效破坏。现有的残余应力无损检测技术主要有X射线或中子射线衍射法、磁测法、超声波检测法等检测手段。其中，X射线和中子射线衍射法是公认的最可靠的应力检测手段，但这两种技术需要大量的基础设施和时间，且每次检测只能完成对数个mm区域内应力参数的测量，耗时长，测试成本高。

磁测法是近些年发展起来的新型检测方法，主要是利用铁磁材料的磁致伸缩效应，且磁致伸缩系数为各向异性，磁畴磁化方向为易磁化轴方向的特性，使得待测材料在磁场作用下，内部应力产生磁各向异性。通过传感器和测试电路检测并收集信号，最终得出残余应力水平。现有检测技术由检测探头、电路、软件计算机、电源等部分组成。测试时需要保证待测材料表面的平整度和清洁度，通过网格划分等手段检测扫描一片材料区域，通过软件计算和合成，最终得出该区域的平均应力水平。

然而，现行的磁测法应用的各种设备由于检测的原理，即，在扫描过一整片材料区域后，根据计算软件的计算得出单个探头下的平均盈利水平，再生成整个区域的应力水平曲线，故而得到的检测结果是经过平均化和模拟后的结果，且材料有尺寸大小限制，检测速度较慢，实际检测精度不够高。

发明内容

为此，本发明应用MDL技术，设计了一种新的检测探头内部结构，可以实现局部区域或连续区域的快速检测，同时保证高精度高灵敏度。

本发明提供了一种基于MDL的铁磁材料局部应力分布无损检测装置，包括具有均匀横截面的MDL、激励线圈、检测线圈、永磁体、支撑件以及超声回波探测器，

所述MDL平置于被测铁磁材料上方；所述激励线圈和所述检测线圈分别绕置于所述MDL周围，所述激励线圈和所述检测线圈之间的距离配置成避免所述激励线圈的激励信号和所述检测线圈的检测信号发生干扰；所述永磁体固定于所述MDL的上表面；所述支撑件设置于所述MDL与被测铁磁材料之间，用以支撑所述MDL及所述永磁体；所述超声回波探测器通过所述支撑件上预设的通孔与被测铁磁材料贴合，用以探测被测铁磁材料的厚度。

在一些实施例中，所述激励线圈和所述检测线圈可以分别绕置于所述MDL的两端，所述永磁体固定于所述MDL的上表面中部。

在一些实施例中，所述激励线圈和所述检测线圈可以绕置于所述MDL的同一端，所述永磁体固定于所述MDL的另一端，所述激励线圈置于所述检测线圈与所述永磁体之间。

在一些实施例中，所述激励线圈和所述检测线圈之间的距离x可以表示为：

x＝Tc_i-l