专利名称：大面积钢板缺陷漏磁检测方法
技术领域：
本发明涉及一种对钢板内外表面缺陷的无损检测方法，特别涉及一种通过外加磁场对大面积钢板进行局部磁化，利用其在钢板表面形成的漏磁场对钢板内外表面缺陷快速进行检测的方法，属于无损检测技术领域。
背景技术：
现有技术中，通常采用超声波方法检测钢板内外表面的局部缺陷和大面积腐蚀减薄，虽然该方法检测具有精度高的优点，但其检测效率低，不适用于大面积检测。
中国专利申请(公开号CN1373852A)公开了一种“漏磁探伤法和使用漏磁探伤法的热轧钢板制造方法”，该专利把磁场加在强磁体上，利用检测强磁体的漏磁来检验其内在夹杂物，并用该方法生产热轧钢板和脱鳞钢板，但该技术没有提及对钢板内外表面缺陷的检测方法。
中国实用新型专利(授权公告号CN 2729723Y)公开了一种“直流电动机驱动的储罐底板漏磁检测仪”，该实用新型由笔记本计算机、车架、数据采集模块、蓄电池、直流马达、减速器、驱动轮、磁铁、车轮、光电脉冲编码器和漏磁传感器组成，利用漏磁传感器动态采集罐底铁板的缺陷情况，通过光电脉冲编码器实现缺陷的坐标定位。但是，该专利由于对储罐底板的局部磁化饱和状态缺乏有效的判断方法，检测仪和漏磁传感器的结构参数得不到合理优化，因此检测精度不高，工程应用时驱动力较大。
发明内容
本发明的目的是提出一种大面积钢板缺陷漏磁检测方法，即利用磁极与钢板间的磁通密度值判断钢板的局部磁化饱和状态，并通过传感器的错位阵列方式构建漏磁检测探头，以防止漏检，提高测量的覆盖范围和空间分辨率。
本发明的技术方案如下1)采用励磁装置对大面积钢板进行局部磁化，通过测量磁铁磁极处的磁通密度，再利用如下公式(1)计算钢板内局部区域的磁通密度，以判断钢板内部的磁化饱和状态，BM×WMLP=BP---(1)]]>其中，BM为磁极与钢板间隙的平均磁通密度，WM为磁铁宽度，LP为钢板厚度，BP为钢板内局部区域的饱和磁通密度；2)采用由多个磁敏感元件构成的检测探头以固定提离值为2～4mm等间隔测量该钢板表面不同位置的漏磁通密度；3)首先，对相邻两个磁敏感元件的输出信号进行差分处理，然后对整个检测探头的输出信号分别进行叠加、放大和滤波预处理，滤除或抑制输出信号的随机噪声和背景噪声，并放大缺陷信号的跳变幅值；4)根据检测速度动态设定检测阈值为2～10高斯，通过将所测量的磁通密度值与该检测阈值进行比较，判断缺陷的有无。
本发明的特征还在于步骤2)中所述的检测探头中的磁敏感元件采用错位阵列布置。
本发明提供的大面积钢板缺陷漏磁检测方法，由于能有效判断钢板的局部磁化饱和状态，因此可以对漏磁探头的磁路参数进行优化；同时，利用由磁敏感元件错位阵列组成的探头来测量漏磁场，可以防止漏检，从而提高了测量的覆盖范围和空间分辨率，保证了大面积钢板表面缺陷的检测精度。
图1为漏磁检测原理图。
图2为检测探头的结构示意图，表示出由多个磁敏感元件错位布置而成。
图3为大面积钢板缺陷检测系统的结构框图。
其中1-衔铁，2-磁铁，3-极靴，4-待测大面积钢板，5-磁敏感元件，H-磁极与钢板间的气隙高度，δ-磁敏感元件的提离值，6-检测探头。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明提供的检测方法做进一步的说明。
首先根据待测钢板的厚度和该钢板所用材料的标准饱和磁通密度值，运用公式(1)计算并选择大小合适的励磁装置对钢板进行磁化，使其至局部磁化饱和状态；励磁装置由衔铁1，磁铁2，极靴3组成。图1所示为检测原理图，将励磁装置放置在钢板表面上一定高度H，对待测大面积钢板4进行饱和磁化，利用磁敏感元件5以固定提离值为2～4mm等间隔测量该钢板表面不同位置的漏磁通密度；按照附图2说明，将多个磁敏感元件5按错位阵列方式布置，构成漏磁检测探头6，以保证扫查区域无漏检，提高测量的覆盖范围和空间分辨率。其中，所布置磁敏感元件的数量应使其覆盖范围总和大于被测区域(如图2所示)；漏磁检测探头沿磁化方向对钢板进行扫查，并对相邻两个磁敏感元件的输出信号进行差分处理，再进行叠加、滤波和放大等预处理，滤除或抑制输出信号的随机噪声和背景噪声；经由接口电路传送到单片机，单片机通过缓存电路将检测数据传送到计算机并进行存储。同时根据检测速度动态设定检测阈值为2～10高斯，通过将所测量的磁通密度值与该检测阈值进行比较(如图3所示)，若测量的磁通密度值大于检测阈值，则可判断钢板表面存在缺陷。
实施例选择12mm厚的Q235钢板作为被检测对象，根据Q235材料的饱和磁通密度大小和公式(1)的计算，选择长300mm、宽30mm、厚25mm的NdFeB N50稀土永磁材料构成励磁装置、以H＝5mm磁化气隙对该钢板进行磁化，使其至局部磁化饱和；按附图2说明，将36个集成霍尔元件进行错位排列构成检测探头，其中相邻元件磁敏感区的间隔为2mm；采用该探头以δ为2.5mm的提离值和2mm的采样间隔沿磁化方向分别测量钢板表面不同位置的磁场大小；先对相邻的每两个磁敏感元件的输出信号进行差分处理，然后再对整个漏磁检测探头的输出信号分别进行叠加、放大和滤波等预处理，得到较理想的缺陷检测信号；根据检测速度(0.5m/s)动态设定检测阈值为4.8高斯(Gauss)，将所测量的漏磁通密度值与该检测阈值进行比较后，发现测量的漏磁通密度值大于所设置的检测阈值4.8高斯，即可判断出该钢板表面存在缺陷。
权利要求
1.一种大面积钢板缺陷漏磁检测方法，其特征在于该方法按如下步骤进行1)采用励磁装置对大面积钢板进行局部磁化，通过测量磁铁磁极处的磁通密度，以利用如下公式(1)计算钢板内局部区域的磁通密度，并判断钢板内部的磁化饱和状态，BM×WMLP=BP---(1)]]>其中，BM为磁极与钢板间隙的平均磁通密度，WM为磁铁宽度，LP为钢板厚度，BP为钢板内局部区域的饱和磁通密度；2)采用由多个磁敏感元件构成的检测探头以固定提离值为2～4mm等间隔测量该钢板表面不同位置的漏磁通密度；3)首先，对相邻两个磁敏感元件的输出信号进行差分处理，然后对整个检测探头的输出信号分别进行叠加、放大和滤波预处理，滤除或抑制输出信号的随机噪声和背景噪声，放大缺陷信号的跳变幅值；4)根据检测速度动态设定检测阈值为2～10高斯，通过将所测量的磁通密度值与该检测阈值进行比较，以判断缺陷的有无。
2.按照权利要求1所述的大面积钢板缺陷漏磁检测方法，其特征在于步骤2)中所述的检测探头中的磁敏感元件采用错位阵列布置。
全文摘要
一种大面积钢板缺陷漏磁检测方法，先采用励磁装置对大面积钢板进行局部磁化，通过测量磁极处的磁通密度值，利用公式计算钢板内部的磁化饱和状态，然后采用由多个磁敏感元件错位阵列构成的检测探头，以固定提离值等间隔测量该钢板表面不同位置的漏磁通密度，并对相邻两个磁敏感元件的输出信号进行差分等预处理，最后将所测量的磁通密度值与动态设定的检测阈值进行比较，以判断缺陷的有无。本发明由于能有效判断钢板的局部磁化饱和状态，因此可以对漏磁探头的磁路参数进行优化；同时，利用由磁敏感元件错位阵列组成的探头来测量漏磁场，可以防止漏检，从而提高了测量的覆盖范围和空间分辨率，保证了大面积钢板表面缺陷的检测精度。
文档编号G06F19/00GK1865976SQ200610012289
公开日2006年11月22日 申请日期2006年6月16日 优先权日2006年6月16日
发明者黄松岭, 赵伟, 宋小春 申请人:清华大学