基于表面磁感应强度的铁磁构件应力恒磁表征方法

便捷获取铁磁承载构件应力对维护基础设施安全具有重要意义.其关键在于准确快速地确定随应力变化灵敏度高、线性度好的表征参数.现有电磁检测法一般在时变磁场线圈激励下,逐点分析实验结果来确定合适的表征参数,会带来线圈发热、涡流影响结果的问题,表征磁参数的确立繁琐.为此,本文提出基于表面磁感应强度的铁磁构件应力恒磁表征方法,采用永磁恒定磁化器产生全局衰减局部均匀的空间变化磁场作激励,用正交磁场测量单元拾取构件表面轴向和法向磁感应强度以表征应力.着重阐述基于表面磁感应强度的应力表征原理：根据退磁场理论、磁场强度切向连续性和磁场高斯定理,建立表面轴向和法向磁感应强度关于应力导函数之间的关系方程.最后开展实验验证.结果表明：根据该关系方程可快速准确地确定随应力灵敏度最高的表面磁感应强度,且其随应力变化线性度较好,拟合优度R²大于0.98,可作为应力表征磁参数.本文所提方法可为在线检测铁磁构件应力提供新途径.     

基于永磁恒定磁场激励的起始磁化曲线测量

现有起始磁化曲线测量系统需绕制励磁线圈和感应线圈,在线应用受限.为此,本文提出了一种基于永磁恒定磁场激励的起始磁化曲线测量原理并搭建了相应测量系统.该系统采用永磁磁化器作为激励磁源,以对称磁化方法在圆柱棒状构件上激励出随轴向位置变化的恒定磁场作为激励磁场;采用阵列霍尔探头测量构件表面不同提离下的轴向和法向磁感应强度;并基于多项式外推法和磁场高斯定理外推法,推算构件与空气分界面上的轴向和法向磁感应强度;进一步地,根据分界面上的磁感应强度获取构件的起始磁化曲线.系统测量结果表明,在永磁恒定磁场激励下,无须励磁线圈和感应线圈即可方便地获取棒状构件的起始磁化曲线,测量误差小于10%,测量误差标准差小于0.01,重复性较好.该系统可为便捷地在线测量棒状构件起始磁化曲线提供新途径.     

基于信号源极值特征的钢管内外裂纹区分方法

提出一种钢管漏磁检测过程中基于信号源的内外裂纹区分方法.该方法基于内外伤法向漏磁分量检测信号的波形特征,参考信号畸变所具有的峰-峰值大小,调整对应畸变信号峭度指标的算法,从而构建内、外伤区分指标.通过钻杆中的横向刻槽检测试验观察,以及二维轴对称有限元仿真分析,检测了在常规钢管漏磁检测过程中对于具有不同宽度信息的内外伤裂纹,这种方法进行缺陷位置识别的实用性较高.     

电磁超声信号阻塞区等效模型分析

针对电磁超声传感器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)信号阻塞现象,在分析阻塞区形成原因的基础上,建立传感器接收端等效模型,基于该模型得到阻塞区时间、频率的变化规律并进行验证.首先,结合EMAT的工作机制,提出信号阻塞区由接收线圈受到磁场冲激和电压衰减过程组成;然后,根据传感器接收端结构中的磁耦合机制建立等效模型,得到电压衰减过程表达函数;最后,通过实验测得不同接收端结构对应的回路参数和EMAT信号阻塞区的时间、频率,对模型进行验证.研究结果揭示了 EMAT结构对信号阻塞区的影响规律,可为EMAT的设计提供参考.