一种基于磁桥原理的铁磁材料厚度检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于磁桥原理的铁磁材料厚度检测装置。

背景技术：

磁性材料涂层的磁有效厚度：该磁性材料涂层是将磁性材料粉末放在溶剂中（非磁性物质）搅拌均匀后，再涂在基板上形成的层状体。由于磁性材料粉末在溶剂中可能不完全分布均匀，因此当两单位面积涂层的几何厚度相同时，只能说明此时两单位面内的涂料的量是相等的，并不能够说明所含磁性材料的粉末量相等。磁性能仅决定于磁性材料粉末，而与非磁性材料的溶剂无关，因此就有一个仅与磁性材料有关的厚度，即磁性材料涂层的有效厚度，他与涂层的几何厚度不一定是一一对应的关系。

在工业生产中时常于需要对磁性材料或者磁性材料涂层的磁性有效厚度进行精准的测量，现有技术中通常采用射线法、超声波法等。这些方法由于其受环境或者操作的影响使得测量结果准确性和精度均较低，使得测量的可靠性较差。即使能够达到，也只能够测得涂层的几何厚度，而不是磁性材料涂层的磁有效厚度。

同样的，在对于铁磁材料厚度的无损检测，目前大多基于漏磁原理，灵敏度较低，且接触 状况对检测结果会产生较大影响，难以满足现场检测要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于磁桥原理的铁磁材料厚度检测装置。

本实用新型提供的解决方案是：一种基于磁桥原理的铁磁材料厚度检测装置，包括外壳体；外壳体内固定有磁源体、霍尔元件和用于引导磁源体磁场经过霍尔元件的磁性体；

平衡电桥；平衡电桥具有两个支路，霍尔元件的两个输出端分别接入上述两个支路上；

信号放大器；信号放大器用于接入两个支路用于检测并放大两个支路之间的电势差；

信号显示器；信号显示器用于接收信号放大器的信号并将其显示。

本实用新型的优化方案之一，磁源体、霍尔元件和磁性体之间通过环氧树脂封装在外壳体内部；并且所述霍尔元件的侧面与环氧树脂之间保持用于避免压力效应的间隙。

本实用新型的优化方案之一，磁性体包括设置在霍尔元件两侧的两个磁性体。

本实用新型的优化方案之一，磁源体为永磁体或者电磁体。

本实用新型的优化方案之一，外壳体上配置有外接插口。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

众所周知，电气检测中，电桥检测的灵敏度高，因此磁桥检测也具有相似的效果，即灵敏度高，且磁场的传递不需要实物直接接触，因此特别适合自动流水线上对铁磁材料做无损检测，不仅不需要破坏材料，而且重复性也较好。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型工作状态示意图；

图3为本实用新型的部分电路图；

图4为本实用新型磁桥原理的等效磁路图。

其中，1、外壳体；2、磁源体；3、磁性体；4、霍尔元件；5、待测工件；6、外接插口。

具体实施方式

本实用新型提供了一种基于磁桥原理的铁磁材料厚度检测装置，参考图1，包括外壳体1，外壳体内固定有磁源体2、霍尔元件4和用于引导磁源体磁场经过霍尔元件的磁性体3，磁源体优选永磁体或者电磁体。外壳体可以采用多种形状，只要可以封装电器元件即可。例如外壳体可以呈探头状，磁源体、霍尔元件和磁性体分别固定在探头前端，并且优选磁源体、霍尔元件和磁性体之间通过环氧树脂封装在外壳体内部。由于在操作时工作人员需要手持外壳体前端部分，需要对其施力，这样使得霍尔元件受到环氧树脂传递的微小力，由于霍尔元件非常灵敏，受力将会导致其测量精度降低，因此在霍尔元件的侧面与环氧树脂之间保持用于避免压力效应的间隙，使得侧面的力不能够直接通过侧面部分的环氧树脂传递至霍尔元件上。

具体的，在探头前端设置两个磁性体，让霍尔元件设置在两个磁性体中间。

如图3所示，平衡电桥具有两个支路，霍尔元件的两个输出端分别接入上述两个支路上。信号放大器用于接入两个支路用于检测并放大两个支路之间的电势差，同时信号显示器用于接收信号放大器的信号并将其显示。

外壳体上可以配置有外接插口6，外接插口用于与其他配套的电路元件配合，例如可以将平衡电桥、信号放大器和信号显示器设置在外部，通过外接插口让霍尔元件与平衡电桥连接起来；从而可以方便携带和维修。

本实用新型的工作原理：

参考图2，在进行铁磁材料的无损测量时首先需要对系统进行调零，即将外壳体的探头部分置于非铁磁材料环境下，此时霍尔元件没有受到铁磁材料的影响，此时通过调节平衡电桥的滑动变阻器，使得霍尔元件输出连接点的电势差为0，此时信号显示器上显示0。当霍尔元件随着外壳体移动至待检测工件时，由于铁磁材料引起穿过霍尔元件的磁场产生变化，使得霍尔元件在平衡电桥上产生具有电势差的感应电势。由于在测量时已经经过调零，去除了霍尔元件初始接入时的电势差，因此在检测时即是检测的前后两次的差值，即检测的由于铁磁材料影响导致的电势差。产生的电势差在信号放大器的作用下将其放大，然后再信号显示器上进行显示即可得到待测工件的厚度了。

参考图4，本实用新型的磁桥原理为：图4中的a、c、d、f可以理解为环境中的等效磁阻，待测工件在磁路图中的磁阻如图4的e所示，探头的磁性体等效磁阻为图4中b所示。

霍尔元件H在待测工件5的影响下电势发生变化可以使用磁桥原理来解释，当霍尔元件处于待测工件5上方后，由于待测工件时铁磁材料，对磁源体的磁场分布有较大影响，当未进行检测时，霍尔元件H的磁势处于一个基本的磁平衡状态，当进行检测时由于铁磁材料的影响，使得磁桥的两端磁势的平衡状态发生改变，霍尔元件H输出的霍尔电压则发生相应的变化。

在实际测量过程中，霍尔元件与待测工件之间的间距、磁场强度等可能对测量的精度和仪器的度数有影响，在具体测量时可以事先绘制测量曲线，根据修正曲线选择合适距离。