一种实时测定提升力的磁粉探伤仪的制作方法

本实用新型涉及理化检验技术领域，具体来说，涉及一种实时测定提升力的磁粉探伤仪。

背景技术：

磁粉探伤技术作为一种常规无损检测手段应用非常广泛，可发现铁磁性被检工件表面缺陷及近表面埋藏缺陷，其原理是利用磁粉探伤仪对铁磁性被检工件施加外加磁场，由于不连续性的存在而形成的漏磁场，吸附施加在被检工件表面的磁粉，形成可目视的磁痕，从而显示出不连续性的形状、大小、位置，其中磁粉探伤中的磁轭法因其非电接触、便携性、使用灵活、检测效率高等优点广泛应用于在役设备检测、大型被检工件的局部检测等方面。

磁轭法是借助永久磁铁或电磁铁将磁场导入铁磁性被检工件的磁化方法，利用便携式电磁轭磁极接触被检工件表面进行局部磁化，用于发现被检工件表面近表面存在的垂直于两磁极连线的缺陷，在磁轭法中，被检工件是闭合磁路的一部分，属于闭路磁化，磁轭法磁化时要求磁粉探伤仪磁极与被检工件接触良好并与被检工件之间有足够强的磁吸力，因为如果磁极产生的磁力线无法正常导入到铁磁性被检工件，被检工件中的磁感应强度过低，则由缺陷而形成的漏磁场强度也会降低，这将会引起检测灵敏度无法满足要求，导致超标缺陷的漏检，极大的影响设备的安全稳定运行。

为了评价磁轭式磁粉探伤仪性能，验证磁粉探伤仪的磁吸力，保证缺陷检验灵敏度，国家标准nb/t47013.4-2015《承压设备无损检测第4部分：磁粉检测》对磁粉探伤仪的提升力做出了如下要求：当使用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有45n的提升力，直流电（包括整流电）磁轭或永久性磁轭至少应有177n的提升力，交叉磁轭至少应有118n的提升力。

目前对磁粉探伤仪提升力的测试是利用磁粉探伤用提升力试块实现，按照标准要求，用各种磁粉探伤仪通电后来提升换算成相对应重量的试块，若能顺利提起，则该磁粉探伤仪的提升力满足要求，而标准规定的现有技术存在如下缺点：

1.标准规定的提升力试块一般采用45号钢，其磁化率可能与被检工件材料的磁化率存在差异，而现有提升力测定方法无法识别和消除此种误差；

2.提升力试块具有一定的体积和重量，无法实现在现场对磁粉探伤仪提升力的实时测定。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种实时测定提升力的磁粉探伤仪，能够提升力的实时监控，实现实时超限报警功能，极大提高磁粉检测的灵敏度和可靠性。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种实时测定提升力的磁粉探伤仪，其特征在于，包括磁化铁芯线圈组手柄，所述磁化铁芯线圈组手柄的一端分别通过电源线和信号线与磁粉探伤仪主机的一端相连，所述磁化铁芯线圈组手柄的下方内嵌有开关按钮，所述磁化铁芯线圈组手柄的下方两侧对称挂接有矩形磁极，所述矩形磁极的另一端通过旋转连接销与压电式压力传感器一端栓连，所述压电式压力传感器的另一端固定连接铁磁性被检工件。

进一步地，所述磁化铁芯线圈组手柄通过所述电源线与所述磁粉探伤仪主机电性连接。

进一步地，所述磁化铁芯线圈组手柄通过所述信号线与所述磁粉探伤仪主机通信连接。

进一步地，所述磁化铁芯线圈组手柄垂直于地面的提升力信号值u0对应为g0。

进一步地，所述磁化铁芯线圈组手柄垂直于所述铁磁性被检工件设置时提升力信号值为us。

进一步地，所述磁化铁芯线圈组手柄为矩形结构。

进一步地，所述磁粉探伤仪主机的信号报警电平值为|ub|=|u0|+|u1|。

进一步地，所述压电式压力传感器采用压电材料制作。

进一步地，所述压电材料的压电电压常数为g33。

进一步地，所述单晶体材料选用碘酸锂。

本实用新型的有益效果：鉴于上述现有技术中存在的不足，本申请采用新型磁粉探伤仪在对被检工件进行检测时，可在被检工件上实时测定磁粉探伤仪的提升力，即消除了提升力试块与被检工件磁化率的差异，又可实现对提升力的实时监控，实现实时超限报警功能，极大提高磁粉检测的灵敏度和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的实时测定提升力的磁粉探伤仪的结构示意图；

图中：1、磁化铁芯线圈组手柄；2、电源线；3、信号线；4、开关按钮；5、矩形磁极；6、可旋连接销；7、压电式压力传感器；8、磁粉探伤仪主机；9、铁磁性被检工件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，根据本实用新型实施例所述的实时测定提升力的磁粉探伤仪，包括磁化铁芯线圈组手柄1，所述磁化铁芯线圈组手柄1的一端分别通过电源线2和信号线3与磁粉探伤仪主机8的一端相连，所述磁化铁芯线圈组手柄1的下方内嵌有开关按钮4，所述磁化铁芯线圈组手柄1的下方两侧对称挂接有矩形磁极5，所述矩形磁极5的另一端通过旋转连接销6与压电式压力传感器7一端栓连，所述压电式压力传感器7的另一端固定连接铁磁性被检工件9。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述压电式压力传感器7是基于压电效应而制成，其原理是单晶体材料在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变，这种现象称为正压电效应，此类单晶体材料称为压电材料，根据所述压电材料的压电效应研制压力传感器称为压电传感器，如上所述压电传感器只能够测量动态的应力，这与我们进行动态磁粉检测提升力监控正好相匹配，所述压电材料的压电电压常数g33是衡量压电单晶体材料接收性能的重要参数，表示作用在压电单晶体上单位应力所产生的电压梯度大小，g33=up/p（v·m/n），up=g33×p（v·m/n），其中，p为施加在压电材料晶片两面的应力，up为所述压电材料晶片表面产生的电压梯度，即电压u与压电材料晶片厚度t之比，up=u/t，综上所述：所述压电材料的g33值越大，相同应力下产生的电压梯度大，接收性能好，接收灵敏度高，选用的压电材料晶片厚度t也越小，对磁粉检测的影响也越小，因此，本次选用g33值较大的压电材料，经查压电材料性能参数表，本次选择单晶材料碘酸锂，将单晶材料碘酸锂压电式压力传感器作为压电材料，一侧加装保护膜，一侧固定粘贴在所述矩形磁极5末端，通过所述信号线3将所述压电式压力传感器7的电压信号值实时传输至所述磁粉探伤仪主机8。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本实用新型所述的实时测定提升力的磁粉探伤仪，使用时先对所述压电式压力传感器7进行标定，然后在所述磁性被检工件9上对提升力进行测定和修订，进而实现提升力的实时监控；

首先，对所述压电式压力传感器7进行标定，利用标准提升力试块，对所述压电式压力传感器7进行标定，通过所述电源线2和所述信号线3连接好所述磁化铁芯线圈组手柄1和所述磁粉探伤仪主机8，以交流电磁轭为例，调节所述矩形磁极5至最大间距，将所述磁化铁芯线圈组手柄1垂直放置地面，此时由于其自身重力产生的压力，在压电效应作用下，产生电压正信号，通过所述信号线3实时传输至所述磁粉探伤仪主机8，设置此时的信号值u0对应为g0；

然后，启动所述开关按钮4，提起重量为45n的标准提升力试块，此时，所述压电式压力传感器7受到标准提升力试块向下的拉力，在压电效应作用下，产生电压负信号，通过所述信号线3实时传输至所述磁粉探伤仪主机8，设置此时的信号值u1对应为45n；

其次，在所述铁磁性被检工件9上对提升力进行测定和修订，将所述磁化铁芯线圈组手柄1垂直放置所述铁磁性被检工件9上，启动所述开关按钮4，所述压电式压力传感器7受到所述磁化铁芯线圈组手柄1自身重力和磁吸力，产生电压正信号，通过所述信号线3实时传输至所述磁粉探伤仪主机8，设置此时的信号值为us；

最后，提升力的实时监控，设置所述磁粉探伤仪主机8的信号报警电平值|ub|=|u0|+|u1|，使用所述磁化铁芯线圈组手柄1对所述铁磁性被检工件9进行连续磁粉检测，实时测定显示信号值us，若|us|<|ub|时，则仪器报警。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过本设计在对被检工件进行检测时，可在被检工件上实时测定磁粉探伤仪的提升力，即消除了提升力试块与被检工件磁化率的差异，又可实现对提升力的实时监控，实现实时超限报警功能，极大提高磁粉检测的灵敏度和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。