一种用于低频电磁检测的交流饱和磁化装置的制作方法

本发明提供了一种用于低频电磁检测的交流饱和磁化装置，属于电磁检测技术领域。

背景技术：

电磁无损检测技术是近些年发展迅速、应用广泛的一种无损检测技术。电磁检测是指以材料电磁性能变化为判断依据来对材料及构件实施缺陷探测和性能测试的一类检测方法，主要包括涡流检测、漏磁检测和磁记忆检测等。影响电磁检测性能的一个重要因素是被测件的磁化水平，而外加磁场强度对被测件磁化水平的影响最大。外加磁场强度主要取决于磁化系统和被检件之间的关系，而被检件厚度、材质等都会对其产生不同程度影响。对于被检件来说，如果磁化强度不够，那么材料的缺陷信息就不能被完全表征出来，因此需要被检件磁化强度达到饱和，但磁化强度又不能过度饱和，因为这会使空气耦合磁场增大，导致缺陷的信噪比降低，进而降低分辨缺陷的能力。

基于上述背景，研发一种磁化性能好、适应不同材料，可以灵活调整参数的饱和磁化装置，有利于更充分地发挥电磁无损检测的优势。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于低频电磁的交流饱和磁化装置。本发明具有磁化性能好，能够有效降低激励功率，结构简单，灵活性高和成本低的优点，可以应用于不同的电磁无损检测场景。

本发明通过以下技术方案实现：所述的一种用于低频电磁检测的交流饱和磁化装置，由磁轭(1)，套筒(2)，线圈(3)和交流信号发生器(4)组成；其特征在于：交流信号发生器(4)与线圈(3)相连，线圈(3)缠绕于套筒(2)之上，套筒(2)套于磁轭(1)的两极。交流信号发生器(4)产生一个交流信号，交流信号在线圈(3)中产生交变的磁场，在磁轭(1)作用下磁场被加强，达到饱和磁化被检试件的目的。

所述的磁轭(1)形状为c形，内圈弧度为270度，由层状的铁基纳米晶合金带材通过耐高温环氧粘接胶叠装粘合而成，叠装厚度为15毫米，耐高温环氧粘接胶涂抹厚度为0.01-0.1毫米。磁轭(1)的内圈半径为20-50毫米，由内向外每层铁基纳米晶合金带材半径逐渐增加，形成磁轭(1)，磁轭(1)两极为平整切面，与水平面平行。

所述的套筒(2)采用3d打印方式制成，其材料为光敏树脂，套筒(2)的内圈弧度为45度，壁厚为1-2毫米，套筒(2)与磁轭(1)贴合，贴合距离为0-1毫米。

所述的交流信号发生器(4)产生正弦信号的频率范围为5hz-1000hz，幅值范围为1v-3v。

本发明的工作原理是：交流信号发生器产生一个正弦交流信号施加在线圈上，交变的电场在线圈和磁轭的共同作用下形成交变的磁场，从而达到饱和磁化的目的。

本发明的有益效果是：磁轭的形状经过参数化设计，具有更好的磁特性。磁轭的材料选择高磁导率的铁基纳米晶，能够有效地增加磁化性能，减少激励功率，比起铁锌锰氧体，功率大约能减少一半。通过改变不同套筒上的线圈匝数、直径和正弦交流信号幅值等条件，灵活地饱和磁化不同厚度、不同材质的被检试件，比起线圈直接缠绕在磁轭上，更节省时间。

附图说明

图1是一种用于低频电磁的交流饱和磁化装置整体示意图；

图2是一种用于低频电磁的交流饱和磁化装置套筒的三维结构图；

图3是一种用于低频电磁的交流饱和磁化装置的磁芯和套筒的三维结构图

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见附图1和附图2，一种基于低频漏磁的铁磁性材料缺陷检测装置，其特征在于：由磁轭(1)，套筒(2)，线圈(3)和交流信号发生器(4)组成，交流信号发生器(4)与线圈(3)相连，线圈(3)缠绕于套筒(2)之上，套筒(2)套于磁轭(1)的两极，能够灵活取拿。交流信号发生器(4)通过控制器控制dds产生一个正弦交流信号，正弦交流信号在线圈(3)中产生交变的磁场，在磁轭(1)作用下磁场被加强，通过改变线圈(3)的匝数、线径、交流信号的幅值等因素达到饱和磁化被检试件的目的。交流信号发生器(4)的控制芯片选用stm32f103rct6，dds选用ad9833，能够产生5hz-1000hz之间的低频信号，且幅值可调，可调范围在1v-3v之间。在实际使用过程中，根据被测材料厚度、材料的不同，灵活选用饶有不同匝数线圈(3)的套筒(2)，比起直接缠绕在磁轭(1)上更具有灵活性，也更节省时间。如图2所示，套筒(2)的弧度为45度，壁厚为1.5毫米，用3d打印方式制成，材料为光敏树脂。

图3所示为一种用于低频电磁的交流饱和磁化装置的磁芯和套筒的三维结构图，如图所示，磁轭(1)的形状为c形，其内圈弧度为270度，内径为47.5毫米，叠装厚度为15毫米，磁轭(1)整体厚度为60毫米。制作磁轭(1)的材料铁基纳米晶，其饱和磁感应强度为1.23特斯拉，初始磁导率大于80000，具有高磁导率，低损耗低矫顽力的特性，能够有效地减少励磁功率和励磁线圈匝数。套筒(2)和磁轭(1)紧密贴合，其贴合距离小于1毫米。套筒(2)放置的位置在磁轭(1)两极，距离磁轭底部不超过5厘米，磁化效果更佳。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于低频电磁检测的交流饱和磁化装置，其特征在于，包括磁轭（1），套筒（2），线圈（3）和交流信号发生器（4）；交流信号发生器（4）与线圈（3）相连，线圈（3）缠绕于套筒（2）之上，套筒（2）套于磁轭（1）的两极；交流信号发生器（4）产生一个交流信号，交流信号在线圈（3）中产生交变的磁场，在磁轭（1）作用下磁场被加强，达到饱和磁化被检试件的目的。所述的磁轭（1）由层状的铁基纳米晶合金带材通过耐高温环氧粘接胶叠装粘合而成，叠装厚度为15毫米，形状为C形，内圈弧度为270度。本发明具有磁化性能好，能够有效降低激励功率，结构简单，灵活性高和成本低的优点，可以应用于不同的电磁无损检测场景。

技术研发人员：沈常宇;刘泽旭;朱周洪
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.03.22