[发明专利]一种钢带残余应力无损检测用的多磁极微磁传感器

摘要

本发明公开了一种钢带残余应力无损检测用的多磁极微磁传感器，属于机械性能测试领域。采用三个或四个磁极在检测平面内分别构成正三角形或正方形，通过控制绕制在各个磁极上的励磁线圈的通断方式，实现对被测钢带不同方向的磁化，检测线圈位于多个磁极构成的正三角形或正方形几何对称中心，以拾取钢带磁化过程中产生的巴克豪森噪声信号。依据预先标定的钢带拉、压应力与巴克豪森噪声信号的关系曲线或方程，确定出钢带在不同磁化方向的应力，进而计算出被测钢带内残余应力的主应力大小及方向。本发明结构简单，利用此两种传感器功能都可对钢带残余应力的主应力大小和方向进行检测。

主权项

1.一种钢带残余应力无损检测用的多磁极微磁传感器，其特征在于：采用三个或四个磁极在检测平面内分别构成正三角形或正方形，通过控制绕制在各个磁极上的励磁线圈的通断方式，实现对被测钢带(4)不同方向的磁化，检测线圈位于多个磁极构成的正三角形或正方形几何对称中心，以拾取钢带磁化过程中产生的巴克豪森噪声信号；依据预先标定的钢带拉、压应力与巴克豪森噪声信号的关系曲线或方程，确定出钢带在不同磁化方向的应力，进而计算出被测钢带(4)内残余应力的主应力大小及方向；为配合多磁极微磁传感器(8)对被测钢带(4)残余应力的无损检测，采用信号发生器、功率放大器构成励磁装置，检测线圈输出的巴克豪森噪声信号经过前置放大器与带通滤波器处理后被采集卡采集和存储；被测钢带(4)由滚轴(3)带动沿长度方向移动，多磁极微磁传感器(8)固定安装在滑块(5)上，经丝杠(2)转动带动滑块(5)及多磁极微磁传感器(8)沿被测钢带(4)宽度方向平移，实现对被测钢带(4)不同位置处的残余应力检测，多磁极微磁传感器(8)通过三磁极微磁传感器底座(13)或四磁极微磁传感器底座(17)与连接轴(7)连接的，因为相互之间不需要承受较大载荷，因此选用螺纹连接，且连接轴(7)与滑块(5)连接；对于三磁极微磁传感器，三磁极微磁传感器顶座(10)和三磁极微磁传感器底座(13)与磁极a(11)是过盈配合，保证紧密连接，线圈a(12)紧密缠绕在磁极a(11)表面；对于四磁极微磁传感器，四磁极微磁传感器顶座(14)和四磁极微磁传感器底座(17)与磁极b(15)是过盈配合，保证紧密连接；线圈b(16)紧密缠绕在磁极b(15)表面；三磁极微磁传感器能够测量0°、60°、120°三个方向上的残余应力大小，其中三磁极微磁传感器顶座(10)为非导磁材料，三磁极微磁传感器底座(13)为导磁材料；首先固定微磁探头在某一个测量位置，对第一磁极(11‑1)的第一励磁线圈(12‑1)和第二磁极(11‑2)的第二励磁线圈(12‑2)同时激励，被测钢带在0°方向被磁化，感应线圈(9)测得0°方向的巴克豪森噪声信号；之后，对第二磁极(11‑2)的第二励磁线圈(12‑2)和第三磁极(11‑3)的第三励磁线圈(12‑3)同时激励，被测钢带在60°方向被磁化，感应线圈(9)测得60°方向的巴克豪森噪声信号；然后，对第一磁极(11‑1)的第一励磁线圈(12‑1)和第三磁极(11‑3)的第三励磁线圈(12‑3)同时激励，被测钢带在120°方向被磁化，感应线圈(9)测得120°方向的巴克豪森噪声信号；最后，依据预先标定的钢带拉、压应力与巴克豪森噪声信号的关系曲线或方程，确定出被测钢带(4)在不同磁化方向的应力，进而计算出被测钢带(4)内残余应力的主应力大小及方向。