專利名稱：：基于漏磁測量來確定應(yīng)力的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：一種通過測量被測樣漏磁場來檢測應(yīng)力的裝置，無損檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：目前常用的X-Ray檢測、磁粉檢測、超聲檢測等無損檢測技術(shù)手段均不僅要求被測樣停止工作，而且只能發(fā)現(xiàn)被測樣己存在的缺陷，對將要發(fā)生缺陷的部位無法預(yù)測。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的提出基于漏磁測量來確定應(yīng)力的裝置，可以通過確定應(yīng)力發(fā)現(xiàn)被測樣已存在的缺陷，對將要發(fā)生缺陷的部位進行預(yù)測。1.一種基于漏磁測量來確定應(yīng)力的方法，其特征在于檢測被地磁場磁化的被測樣表面漏磁場，或者檢測被測樣在周圍空間的漏磁場，將測量結(jié)果與預(yù)先建立的標樣漏磁場數(shù)據(jù)庫中的標準數(shù)據(jù)進行比對和計算，從而得出被測樣的應(yīng)力；其中用如下方法建立標樣漏磁場數(shù)據(jù)庫1)制作與被測樣同種材料、同形狀截面標樣；2)測量并記錄試驗環(huán)境磁場，計算環(huán)境磁場平均值；測量并記錄地磁場；3)試驗環(huán)境保持恒溫，設(shè)置并記錄試驗環(huán)境溫度；4)把標樣安裝在加載試驗設(shè)備的試驗臺架上，初始不對標樣加載；5)測量并記錄標樣表面漏磁場，直到整個表面各個點測量完畢；(測量點的選取一方面要反應(yīng)標樣表面幾何特征，另一方面相鄰測量點的間隙要足夠小，以便能完整記錄漏磁場在標樣表面的變化特征)；6)在沿標樣表面法線向外、與標樣表面平行的某一空間平面內(nèi)，測量并記錄標樣在該空間平面的漏磁場；(測量點的選取一方面要反應(yīng)該空間平面幾何特征，另一方面相鄰測量點的間隙要足夠小，以便能完整記錄漏磁場在該空間平面的變化特征)；7)在沿標樣表面法線向外、與標樣表面平行的空間平面內(nèi)重復(fù)步驟6)，直到該空間平面內(nèi)所有點的漏磁場值與環(huán)境磁場平均值一致；一致的判斷原則為該空間平面內(nèi)所有點的漏磁場值與環(huán)境磁場平均值之差不大于某一個常數(shù)；空間平面的選取原則為平面距離要足夠小，以便能完整記錄標樣在周圍空間整個漏磁場的變化特征；8)操作試驗設(shè)備對標樣加載至某一值，重復(fù)步驟5)、6)、7)測量并記錄標樣在該載荷下的表面漏磁場和空間漏磁場；同時測量并記錄標樣的應(yīng)力；9)加大標樣的載荷，重復(fù)步驟8)直到標樣被破壞；這樣得到一定地磁場、一定溫度下的漏磁場-應(yīng)力關(guān)系數(shù)據(jù)；10)改變溫度重復(fù)步驟3)9)，得到該標樣一定地磁場下的漏磁場-應(yīng)力-溫度關(guān)系數(shù)據(jù)；11)監(jiān)測地磁場，在不同地磁場值時重復(fù)2)9)，獲得該標樣的漏磁場-應(yīng)力-溫度-地磁場關(guān)系數(shù)據(jù)，將所得數(shù)據(jù)進行消噪處理，得到該標樣的漏磁場-應(yīng)力-溫度-地磁場關(guān)系數(shù)據(jù)，從而建立標樣漏磁場數(shù)據(jù)庫；這里所指消噪處理所采用的方法可以是如小波分析等數(shù)字信號處理中常用消噪方法；其中對被測樣的應(yīng)力測量方法如下記錄被測樣地點環(huán)境溫度，測量并記錄地磁場數(shù)據(jù)，在被測樣表面或與表面平行的某一空間平面內(nèi)測量漏磁場；對所得的被測樣漏磁場數(shù)據(jù)進行消噪處理、幾何修正，將修正后的數(shù)據(jù)與標樣的漏磁場-應(yīng)力-溫度-地磁場數(shù)據(jù)相對比計算，從而得出被測樣的應(yīng)力。所述的幾何修正為乘以被測樣與標樣的面積之比。這里所指的計算是指插值、擬合等計算。所述方法中建立標樣漏磁場數(shù)據(jù)庫時，其中的地磁環(huán)境可由地磁模擬裝置模擬產(chǎn)生。一種基于漏磁測量來確定應(yīng)力的裝置，其特征在于磁敏傳感器陣列1測量被測樣的漏磁場，然后把漏磁場數(shù)據(jù)信號傳給鎖相放大器9，鎖相放大器9對信號進行調(diào)制、放大、鑒相、解調(diào)得到放大、消噪的漏磁場數(shù)據(jù)，把此數(shù)據(jù)傳給CPU10;CPU10從存儲器11或通過外存儲器接口14從外存儲器讀取用戶通過鍵盤12指定的標樣漏磁場數(shù)據(jù)，通過比較采集到的被測樣漏數(shù)據(jù)和標樣漏磁場數(shù)據(jù)，計算出被測樣的應(yīng)力?；诼┐艤y量來確定應(yīng)力的裝置，其特征在于將磁敏傳感器陣列1固定在托架2上；驅(qū)動器8驅(qū)動電機4，電機4通過皮帶7帶動托架2在導(dǎo)軌3上按CPU10的運動指令運動，編碼器5和電機4的軸同步轉(zhuǎn)動，同時把位置數(shù)據(jù)反饋給CPUIO。再把用戶通過鍵盤12指定的需要顯示的數(shù)據(jù)送到示波器13顯示。通過與CPU10相連的上位機接口15，運動和采集命令可由上位機發(fā)布，漏磁場數(shù)據(jù)也可傳到上位機處理。圖1漏磁應(yīng)力檢測儀示意圖具體實施例方式下面詳細說明本發(fā)明的較佳實施例。圖1是磁敏傳感器陣列安裝在導(dǎo)軌上的漏磁應(yīng)力檢測儀示意圖。導(dǎo)軌3安裝在地板17表面上。驅(qū)動器8驅(qū)動電機4，電機4通過皮帶7帶動托架2在導(dǎo)軌3上按CPU10的運動指令運動，磁敏傳感器陣列1固定在托架2上。編碼器5和電機4的軸同步轉(zhuǎn)動，同時把位置數(shù)據(jù)反饋給CPUIO。磁敏傳感器陣列1測量被測樣的漏磁場，然后把漏磁場數(shù)據(jù)信號傳給鎖相放大器9，鎖相放大器9對信號進行調(diào)制、放大、鑒相、解調(diào)得到放大、消噪的漏磁場數(shù)據(jù)，把此數(shù)據(jù)傳給CPUIO。CPU10從存儲器11或通過外存儲器接口14從外存儲器讀取用戶通過鍵盤12指定的標樣漏磁場數(shù)據(jù)，通過比較采集到的被測樣漏數(shù)據(jù)和標樣漏磁場數(shù)據(jù)，計算出被測樣的應(yīng)力。再把用戶通過鍵盤12指定的需要顯示的數(shù)據(jù)送到示波器13顯示。通過與上位機接口15，運動和采集命令可由上位機發(fā)布，漏磁場數(shù)據(jù)也可傳到上位機處理。如果需要兩臺或多臺同步工作，把兩臺或多臺漏磁應(yīng)力檢測儀的擴展接口16互聯(lián)起來，其中任何一臺都可以發(fā)布運動和采集命令給其他互聯(lián)的漏磁應(yīng)力檢測儀，這樣就可以實現(xiàn)多臺漏磁應(yīng)力檢測儀協(xié)同工作。首先建立標樣漏磁場數(shù)據(jù)庫。制作45#鋼材質(zhì)、工字型截面、長50厘米的標樣，表面均勻劃分網(wǎng)格。把標樣固定在WDW-100電子萬能材料試驗機上。保持試驗環(huán)境恒溫20°C，測量地磁場為0.5mT，環(huán)境磁場平均值為0.3mT。WDW-100電子萬能材料試驗機對標樣加載為零時。用Lakeshore475高斯計在標樣表面每個格點處測量并記錄漏磁場；在平行標樣表面、距離為2皿的空間平面內(nèi)用同樣的方法劃分網(wǎng)格，測量并記錄每個格點處的漏磁場；在平行標樣表面、距離為4mm的空間平面內(nèi)用同樣的方法劃分網(wǎng)格，測量并記錄每個格點處的漏磁場；依此類推直到平面內(nèi)所有各點的磁場值與環(huán)境磁場平均值為0.3mT之差均小于0.003mT。所測結(jié)果見表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過WDW-100電子萬能材料試驗機給樣品加載IO認。用Lakeshore475高斯計在標樣表面每個格點處測量并記錄漏磁場。用RS-100殘余應(yīng)變測定儀測量并記錄標樣每個格點所在截面的內(nèi)部應(yīng)力；在平行標樣表面、距離為2mm的空間平面內(nèi)用同樣的方法劃分網(wǎng)格，測量并記錄每個格點處的漏磁場；在平行標樣表面、距離為4mm的空間平面內(nèi)用同樣的方法劃分網(wǎng)格，測量并記錄每個格點處的漏磁場；依此類推直到平面內(nèi)所有各點的磁場值與環(huán)境磁場平均值為0.3mT之差均小于0.003mT。表2IOKN時的漏磁場<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過WDW-100電子萬能材料試驗機依次增大樣品載荷并重復(fù)上述過程直到標樣被破壞，得到該標樣2(TC、0.5mT下的漏磁場-應(yīng)力數(shù)據(jù)。在-5(TC+10(TC溫區(qū)內(nèi)每間隔5。C重復(fù)上述過程，得到該標樣0.5mT下的漏磁場-應(yīng)力-溫度數(shù)據(jù)。地磁場變化區(qū)間O.10.9mT范圍內(nèi)，每隔0.lmT重復(fù)上述過程，可以得到漏磁場-應(yīng)力-溫度-地磁場數(shù)據(jù)。其次，對被測樣表面磁場進行采集。某裸露鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)為45#鋼、工字型截面、截面面積與標樣截面大小相等，此時環(huán)境溫度為2(TC、被測樣所在處地磁場0.5mT，測量得到被測樣的表面漏磁場數(shù)據(jù)見表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>那么幾何修正因子截面大小相等為1，通過與表2比較可知被測樣各處應(yīng)力為表4。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種基于漏磁測量來確定應(yīng)力的裝置，其特征在于磁敏傳感器陣列(1)測量被測樣的漏磁場，然后把漏磁場數(shù)據(jù)信號傳給鎖相放大器(9)，鎖相放大器(9)對信號進行調(diào)制、放大、鑒相、解調(diào)得到放大、消噪的漏磁場數(shù)據(jù)，把此數(shù)據(jù)傳給CPU(10)；CPU(10)從存儲器(11)或通過外存儲器接口(14)從外存儲器讀取用戶通過鍵盤(12)指定的標樣漏磁場數(shù)據(jù)，CPU(10)通過比較采集到的被測樣漏數(shù)據(jù)和標樣漏磁場數(shù)據(jù)，計算出被測樣的應(yīng)力。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于還可以將磁敏傳感器陣列(1)固定在托架(2)上；驅(qū)動器(8)驅(qū)動電機(4)，電機(4)通過皮帶(7)帶動托架(2)在導(dǎo)軌(3)上按CPU(10)的運動指令運動，編碼器(5)和電機(4)的軸同步轉(zhuǎn)動，編碼器(5)同時把位置數(shù)據(jù)反饋給CPU(IO)。全文摘要基于漏磁測量來確定應(yīng)力的裝置屬于無損檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
。目前常用的X-Ray檢測、磁粉檢測、超聲檢測等無損檢測技術(shù)手段均不僅要求被測樣停止工作，而且只能發(fā)現(xiàn)被測樣已存在的缺陷，對將要發(fā)生缺陷的部位無法預(yù)測。本發(fā)明技術(shù)方案檢測被地磁場磁化的被測樣表面漏磁場，或者檢測被測樣在周圍空間的漏磁場，將測量結(jié)果與預(yù)先建立的標樣漏磁場數(shù)據(jù)庫中的標準數(shù)據(jù)進行比對和計算，從而得出被測樣的應(yīng)力。本發(fā)明可以發(fā)現(xiàn)被測樣已存在的缺陷，對將要發(fā)生缺陷的部位預(yù)測。文檔編號G01L1/12GK101520433SQ20091013191公開日2009年9月2日申請日期2007年6月8日優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日發(fā)明者周錫元,李振寶,紀金豹,閻維明,陳利民,黃浩華申請人:北京工業(yè)大學(xué)