初始磁导率法调研报告锁

初始磁导率法调研报告董怀锁2014.5.24调研背景及目标背景：1、开题。 2、科研遇到瓶颈。瓶颈：在之前的工作中，尝试使用U型探头进行汽车转向节分选，但是在分选过程中发现提离距离、材料表面粗糙度对检测结果影响很大，造成几乎不可检。随后侯老师设计了开合式线圈，但是使用开合式线圈所检工件必须有个环，且在工程应用中存在一些问题。目标：1、了解本领域内主要方法及其优缺点。 2、寻求一种新的探头设计方法，既可以消除试样

表面粗糙度的影响又可以方便工程应用。实验中使用的两种线圈U型线圈

双开合式线圈主要内容初始磁导率法溯源各种方法优缺点及探头优缺点对比当前调研过程中面临问题一、初始磁导率法溯源

矫顽力法

1、电磁感应剩磁法

直流磁导率

磁导率法

巴克豪森法

交流磁导率

初始磁导率法2、涡流检测3、磁粉检测

4、超声检测

5、射线检测

6、渗透检测电磁感应法电磁感应法又可分为三种方法，它们均来自磁滞回线，如下图：涡流检测原理：当导体置于交变磁场中时，导体中就会有电流产生，这种电流称为涡流。由于导体自身各种因素（如电导率、磁导率、形状、尺寸、缺陷等）变化，会导致感应电流变化，利用这种现象来判知导体性质、状态及有无缺陷的检测方法方法叫做涡流检测。优点:无需接触、灵敏度高、可检测因素多（可采用特定电路筛选出特定因素进行检测）、可在恶劣环境下工作、可存储再现。缺点：被测试样必须是导电材料，且只适用表面裂纹检测，检测较大零件时无法做到速度与灵敏度兼顾，探伤仍处于比较检测阶段。只可用于非铁磁导电材料检测涡流检测检测装置：根据线圈与试样位置关系可划分为外穿式线圈，内通过式线圈，放置式线圈。Tips:涡流检测技术相对比较成熟，探头制作方法也多种多样，因此其探头制作方法对我们改进探头应该会有帮助。电磁感应法

矫顽力法

1、电磁感应剩磁法

直流磁导率

磁导率法

巴克豪森法

交流磁导率

初始磁导率法2、涡流检测3、磁粉检测

4、超声检测

5、射线检测

6、渗透检测电磁感应法原理原理：电磁无损检测是以金属的电磁感应原理作为理论基础，将铁磁材料置于给定磁场中磁化后，通过对产生的感应电压或感应电流的振幅、相位等特征的分析，得出被检测材料的性能、缺陷、杂质等待检数据的结果。应用：铁磁性工件优点：电磁无损检测对被检工件表面及近表面缺陷检测灵敏度高,具有快速、方便、无污染、成本低,在表面涂层、潮湿和水底等恶劣环境下也能开展检测工作,同时也便于现场检测等优点。三种方法简介矫顽力法：通过检测工件的矫顽力变化来检测是否存在缺陷。现在有应用于硬度及含碳量的检测。剩磁法：在被测工件无磁性情况下，给工件外加直流磁场进行磁化，然后撤去磁场，检测剩余磁感应强度。磁导率法：通过检测工件磁导率的变化来检测是否存在缺陷。文献中对比：矫顽力检测速度低、需接触测量工件并要求表面光洁；剩磁法检测前需要预处理退磁来保证测量精度，检测后也要进行退磁防止工件性能受到影响。现实中磁导率法：表面粗糙度和提离距离影响严重，如果用来探伤速度低。一、初始磁导率法溯源

矫顽力法

1、电磁感应剩磁法

直流磁导率

磁导率法

巴克豪森法

交流磁导率

初始磁导率法2、涡流检测3、磁粉检测

4、超声检测

5、射线检测

6、渗透检测巴克豪森法

原理

装置应用：应力、晶粒度、硬度、强化层深度、疲劳极限、热处理缺陷等等因素的测量。缺点：所需激励电流大个人推测巴克豪森法缺点：既然该方法应用可以如此广范，理论上工程实现也没有太大困难，但是却没有成为一种比较常用的检测方法，应该也有比较大的应用局限性，从探头设计上来说，这种探头对表面粗糙度和提离距离比较敏感，从检测方法上来说，这种探头检测到的信号应该不会太强，检测信号受噪声干扰比较严重。一、初始磁导率法溯源

矫顽力法

1、电磁感应剩磁法

直流磁导率

磁导率法

巴克豪森法

交流磁导率

初始磁导率法2、涡流检测3、磁粉检测

4、超声检测

5、射线检测

6、渗透检测初始磁导率法原理：在弱磁场强度下，磁导率与激励磁场强度近似成线性关系，因此可以通过感应磁场强度推导出磁导率强度，通过磁导率的变化进行缺陷检测或者材料分选。优点：该方法工件形状、表面状态、工作条件要求不高，

可以快速完成检测。局限：影响初始磁导率的因素过多，比如钢的含碳量、应力、裂纹等等，定量检测出某一参数具有很大困难。

且其所检参数必须与磁导率有单值关系。研究现状国内：万国庆教授团队研究较多，现在有多款仪器在工厂广泛应用，据文献描述其精度可达正负10HB，甚至有人称正负1HB，但是应用仅限于材料分选，即材料是否合格，未见有进行材料分级的应用。其所用探头如下国外：韩国日本各见一篇文献，其中日本那篇没有见其具体工况，其原理是给线圈一个激励，然后利用LCR计测量阻抗及相位等，最终推导出初始磁导率。韩国文献称呼其为可逆磁导率而不是初始磁导率。其测量工况如图所示一共三组线圈，最内为检测线圈，往外依次是交流激励线圈和直流激励线圈，直流线圈给检测线圈加偏置磁场。然后通过锁相放大器放大检测信号，最终得到一个电压值。但是我没有看懂这篇文献具体数据处理方法，因为前面介绍了挺多harmonicsvoltage分析方法。这两篇文献对寻找新的英文文献没有帮助，因为他们参考文献都只有作者名字和期刊名，估计是在其国内期刊发表的。初磁现有检测探头对比探头开合式探头优点对试样表面状况不敏感，检测速度高，提离距离影响小灵敏度高，速度快灵敏度高，表面粗糙度影响小，检测速度快，提离距离影响小缺点检测灵敏度低，不能准确定位缺陷位置。试样表面粗糙度影响严重，检测速度慢，提离距离影响大。只能用来材料分选，所检工件必须有环，工程应用存在一定难度。现在面临的困难1、国内文献方法单一，国外文献找不着。1）查找国外文献尝试过使用IEEE