专利名称：一种滚动轴承残余奥氏体的电磁在线检测方法
技术领域：
本发明涉及用U型传感器和交流桥式电路检测轴承产品残余奥氏体含量的一种新方法，特别是根据试件磁回路强磁体磁阻的变化来表征残奥体积变化的方法。
背景技术：
轴承钢中残余奥氏体的数量，对轴承的机械性能、尺寸稳定性有决定性影响。与轴承材料的抗拉强度、冲击韧性和疲劳强度往往存在对应关系。为保证轴承的质量，国外对轴承产品残余奥氏体的含量有着明确的规定，超出规定的范围，轴承就成为不合格产品。目前国内对轴承产品的要求也越来越严格，也提出了对轴承产品的残奥含量不能超出一定范围的要求。但到目前为止，国内外还没有一种在线检测轴承产品的方法。一般都在实验室对试样用X射线法或金相法进行检测。这两种方法都存在检测速度慢、重现性差等缺点，不可能在现场进行大面积在线检测。国内外用电磁法对产品质量进行评价已较普遍。美国利用巴克豪森效应对材料进行评价[庄又青，利用巴克豪森效应综合评价材料表面质量，无损检测，(02) (1994)41-43]。 日本吉永等利用磁致伸缩效应检查钢材的热处理状态和含碳量[遠藤和芳，吉永昭男，磁気的方法(二上3鋼材O材料評価O -考察，非破壊検查，40 (8) (1991)552-557。]。北川等用涡流检测钢材表面的马氏体含量[日本非破壊計測研究所，北川茂，新方式O材质 亀裂子Λ 7力-T，内外技术二 H, (351) (1990)]，均得到较好的结果。国内甘宅平等用磁法检测高铬铸铁残奥含量[甘宅平，高铬铸铁残余奥氏体测定的探讨，理化检验(物理分册)，43(11) (2007)571-574.]；肖柯则等用磁法测定球墨铸铁中的残奥值[肖柯则，乐茂康，马庆国，磁性法与X光衍射分析等淬贝氏体球墨铸铁中残余奥氏体，现代铸铁，( (1989)38-42 ；刘红樱，王海华，王程，基于单片机的残余奥氏体磁性测量法，(12) 0007)35-38.]。这些方法有制备试样慢，测量误差大等缺点，和传统的X射线法的结果相比相差较大。
发明内容
本发明的目的在于克服X射线法、金相法、磁性法等现有技术的不足，提出了一种基于电路及磁路分析，利用U形传感器直接与待测试件接触测定奥氏体的新方法，国内外还没有先例。它有快速(每点测量速度小于1分钟)、准确(与X射线相差小于1%)，重复性好(重复测量误差小于0. 5% )等优点，特别适合在现场在线检测。为达到上述目的，本发明采取如下解决方案。一种滚动轴承残余奥氏体的电磁法在线检测方法，该方法包括下述步骤1)首先，建立交流桥式电路用以构建在线检测磁回路的等效电路；2)交流桥式电路由计算机通过控制正弦波信号发生器向交流桥式电路中的恒流源提供励磁电流信号；3)恒流源将励磁电流信号分别输入至连接在恒流源的一端的可调电阻器上，恒流源的另一端接在由第一电阻器、第二电阻器、基准探头、测量探头以及可调电阻器构成的交流桥式电路的励磁回路上；4)第一电阻器和基准探头构成交流桥式电路同侧的2个臂，第二电阻器和测量探头构成交流桥式电路同侧的另2个臂，基准探头和测量探头用于检测被测材料；5)可调电阻器的输入端连接有第一互感器，第一互感器测量激励电流的大小，并输出与电流大小成正比的电压信号送入数据采集卡，数据采集卡将与电压信号相应的数字信号送入计算机；6)基准探头和第一电阻器的第一连接点与测量探头和第二电阻器的第二连接点间连接有第二互感器，第二互感器测量交流桥式电路的不平衡电流的大小，并将该不平衡电流信号送入数据采集卡，数据采集卡将与不平衡电流信号相应的数字信号送入计算机；7)计算机根据步骤5)输入的激励电流(100 200mA)调整交流桥式电路达到最大灵敏度，由步骤6)输入的交流桥式电路不平衡电流数字信号计算被测件的残余奥氏体含量。本发明进一步的特征在于所述残余奥氏体含量按照下式计算
权利要求
1.一种滚动轴承残余奥氏体的电磁法在线检测方法，其特征在于，该方法包括下述步骤1)首先，建立交流桥式电路用以构建在线检测磁回路的等效电路；2)交流桥式电路由计算机(17)通过控制正弦波信号发生器向交流桥式电路中的恒流源(4)提供励磁电流信号；3)恒流源(4)将励磁电流信号分别输入至连接在恒流源(4)的一端的可调电阻器(5) 上，恒流源(4)的另一端接在由第一电阻器(9)、第二电阻器(10)、基准探头(11)、测量探头 (12)以及可调电阻器(5)构成的交流桥式电路的励磁回路上；4)第一电阻器(9)和基准探头(11)构成交流桥式电路同侧的2个臂，第二电阻器(10) 和测量探头(12)构成交流桥式电路同侧的另2个臂，基准探头(11)和测量探头(12)用于检测被测材料(3)；5)可调电阻器(5)的输入端连接有第一互感器(8)，第一互感器(8)测量激励电流的大小，并输出与电流大小成正比的电压信号送入数据采集卡(16)，数据采集卡(16)将与电压信号相应的数字信号送入计算机(17)；6)基准探头(11)和第一电阻器(9)的第一连接点(13)与测量探头(12)和第二电阻器(10)的第二连接点(14)间连接有第二互感器(15)，第二互感器(1 测量交流桥式电路的不平衡电流的大小，并将该不平衡电流信号送入数据采集卡(16)，数据采集卡(16)将与不平衡电流信号相应的数字信号送入计算机(17)；7)计算机(17)根据步骤幻输入的激励电流调整交流桥式电路达到最大灵敏度，由步骤6)输入的交流桥式电路不平衡电流数字信号计算被测件的残余奥氏体含量。
2.根据权利要求1所述的一种滚动轴承残余奥氏体的电磁法在线检测方法，其特征在于，所述残余奥氏体含量按照下式计算a-b\I\式中，m为实测的残余奥氏体含量；111为实测的交流桥式电路不平衡电流值；a、b为常数。
3.根据权利要求1或2所述的一种滚动轴承残余奥氏体的电磁法在线检测方法，其特征在于，所述常数a、b根据标定试验法得到，分别制备两对不同残奥含量的经热处理钢材， 一种含量为实际值，另一为100%残余奥氏体的钢材标定电流值，按照下式计算a「i-ι max\I max_bTnl -Z1W1 h _式中，Hi1为用X射线法或金相法测出残余奥氏体的含量，I1为测定出交流桥式电路不平衡电流的电流实际值，Imax为100%残余奥氏体的钢材标定电流值。
全文摘要
本发明公开了一种滚动轴承残余奥氏体的电磁法在线检测方法，包括1)建立交流桥式电路构建磁回路的等效电路；2)恒流源提供励磁电流信号；3)恒流源将励磁电流输入至励磁回路；4)电阻器和基准探头、测量探头构成交流桥式电路的4个臂，基准探头和测量探头检测被测材料；5)电阻器连接一互感器将输出电流信号送入数据采集卡至计算机；6)基准探头和与测量探头间连接另一互感器将不平衡电流信号送入数据采集卡至计算机；7)计算机据根据输入的激励电流调整交流桥式电路达到最大灵敏度，由不平衡电流信号计算被测件的残余奥氏体含量。该法灵敏度高、重复性好，操作方便，检测速度快，与X射线法的结果吻合较好，适合在线检测、推广使用。
文档编号G01N27/72GK102507723SQ20111028669
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者关志刚, 张相臣, 李建忠, 王振山, 董光能, 雷建中, 高元安 申请人:西安交通大学