專利名稱：五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測鐵磁性材料的載荷或殘留應(yīng)力的傳感器，尤其涉及一種適應(yīng)于鐵磁性材料的載荷或殘留應(yīng)力的四腳磁應(yīng)力傳感器探頭。
背景技術(shù)：
鐵磁性材料在機(jī)械加工和熱加工的過程中都會(huì)產(chǎn)生不同的殘留應(yīng)力，殘留應(yīng)力的存在對(duì)材料的力學(xué)性能有著很大的影響，焊接件的制造和熱處理過程中尤為明顯，殘留應(yīng)力的存在一方面工件會(huì)降低強(qiáng)度，使工件在制造的過程中，產(chǎn)生變形和開裂等工藝缺陷，另一方面在制造后的自然釋放過程中，使材料的疲勞強(qiáng)度、應(yīng)力腐蝕等力學(xué)性能降低，從而造成使用中的諸多問題；
大量的工程實(shí)踐證實(shí)載荷應(yīng)力是影響大型橋梁、大型壓力容器、大型金屬構(gòu)造物材料的疲勞強(qiáng)度、應(yīng)力腐蝕等力學(xué)性能的主要因素
因此，為了對(duì)鐵磁性材料進(jìn)行載荷(殘留)應(yīng)力檢測人們?cè)O(shè)計(jì)制造了磁性應(yīng)力測量儀器，磁性應(yīng)力測量中傳感器探頭是磁性應(yīng)力測量儀器的關(guān)建部件，它決定了由應(yīng)力引起的鐵磁性材料測點(diǎn)處磁特性各向異性效應(yīng)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的具體形式和方法及實(shí)現(xiàn)的手段，傳統(tǒng)的應(yīng)力傳感器存在檢測精度低，靈敏度差以及適應(yīng)性差的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種四腳磁性應(yīng)力傳感器探頭，其具有優(yōu)良的電氣性能和磁學(xué)性能，靈敏度高以及表面適應(yīng)性強(qiáng)特點(diǎn)；
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種五腳磁應(yīng)力傳感器探頭，其包括磁芯支架，所述磁芯支架的一個(gè)處于中心位置的中心磁芯腳及處于它四周的四個(gè)磁芯腳，它共有五個(gè)磁芯腳。它的中心磁芯腳上繞有磁化線圈，而兩個(gè)檢測線圈分別纏繞在兩組對(duì)角設(shè)置的磁芯腳上，所述磁芯腳上纏繞有一磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈，所述磁化線圈連接交流供電裝置，所述檢測線圈與傳感器的處理芯片通信連接；
特別地，所述五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭配合被測點(diǎn)為平面、柱形曲面、球形曲面的任一種結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的任一種尺寸；
特別地，所述磁芯支架由電工純鐵或大塊非晶鐵磁性材料加工而成；
特別地，所述磁芯支架延伸有五個(gè)磁芯腳，磁化線圈和檢測線圈分別纏繞在中心磁芯腳和兩對(duì)對(duì)角設(shè)置的磁芯腳上；
本發(fā)明的有益效果為，所述磁應(yīng)力傳感器探頭通過一個(gè)磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈將被測點(diǎn)的磁特性各向異性效應(yīng)轉(zhuǎn)變成可以被調(diào)理的電信號(hào)發(fā)送給傳感器的處理芯片，以對(duì)鐵磁性材料的載荷或殘留應(yīng)力進(jìn)行檢測，具有優(yōu)良的電氣性能和磁學(xué)性能。靈敏度高，表面適應(yīng)性強(qiáng)。


下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明
圖1為本發(fā)明五腳磁應(yīng)力傳感器探頭的結(jié)構(gòu)示意 圖中
1、3、檢測線圈引出線；2、磁化線圈引出線；4、磁芯支架；A、C兩磁芯腳其上繞一組檢測線圈引出線為3 ;B、D兩磁芯腳其上繞一組檢測線圈引出線為I ;E—中心磁芯腳其上繞一組磁化線圈引出線為2。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，圖1為本發(fā)明五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。于本實(shí)施例中，所述五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭包括磁芯支架4，所述磁芯支架4由純鐵或大塊非晶鐵磁性材料加工而成，且所述磁芯支架4的一個(gè)中心磁芯腳及其四周有四個(gè)磁芯腳共有五個(gè)磁芯腳，其中心磁心腳上繞有磁化線圈，而兩個(gè)檢測線圈分別纏繞在兩組對(duì)角設(shè)置的磁芯腳上，所述五個(gè)磁芯腳上分別纏繞有一磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈，所述磁芯腳E上纏繞有一磁化線圈和磁芯腳A、C;B、D上分別繞兩組檢測線圈，所述一個(gè)磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈分別纏繞在中心磁芯腳和兩組對(duì)角設(shè)置的磁芯腳上，所述磁化線圈通過磁化線圈引出線2接入交流電流，所述檢測線圈通過檢測線圈引出線1、3與傳感器的處理芯片通信連接；
所述五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭的配合被測點(diǎn)可為平面、柱形曲面、球形曲面的任一種結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的任一種尺寸；
所述五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭的工作原理為磁化線圈通有交流電流，這個(gè)探頭放在鋼板上，在沒有應(yīng)力時(shí)，探頭繞有檢測線圈的四個(gè)磁芯腳都處在等磁位點(diǎn)，檢測線圈沒有輸出信號(hào)，此時(shí)輸出電 壓為零，當(dāng)鋼材有載荷(殘留)應(yīng)力時(shí)，由于鋼板上有載荷(殘留)應(yīng)力，所以鋼材在被磁化時(shí)存在由載荷(殘留)應(yīng)力引起的磁性各向異性，此時(shí)繞有檢測線圈的四個(gè)磁芯腳的磁性發(fā)生了變化，即四腳的磁位不同，因此當(dāng)磁化信號(hào)呈周期性變化時(shí)，兩個(gè)檢出線圈中就會(huì)分別產(chǎn)生兩個(gè)輸出信號(hào)電壓vl、v2。這兩個(gè)電壓和磁化電壓被同期檢波后，其輸出電壓與應(yīng)力的關(guān)系為k(
,/2=σ 1-0 2; Φ = (-Τ&η-1(ν2/ν1))/2 ;這里，CJi, σ2是作用在鋼板上的主應(yīng)力，cp是vl +vl)
A和探頭方向的夾角，K是由校正曲線得出的常數(shù)。實(shí)際測量應(yīng)力時(shí)，用磁性探頭在測量點(diǎn)
測出兩輸出電壓，然后，利用校正曲線求出主載荷(殘留)應(yīng)力差和方向；
上述五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭通過一個(gè)磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈將被測點(diǎn)的磁特性各向異性效應(yīng)轉(zhuǎn)變成可以被調(diào)理的電信號(hào)發(fā)送給傳感器的處理芯片，以對(duì)鐵磁性材料的載荷或殘留應(yīng)力進(jìn)行檢測，具有優(yōu)良的電氣性能和磁學(xué)性能。靈敏度高，表面適應(yīng)性強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭，其特征在于包括磁芯支架，所述磁芯支架的中心一個(gè)磁腳及其四周有四個(gè)磁芯腳共有五個(gè)磁芯腳，其中心磁腳上繞有一磁化線圈，而兩個(gè)檢測線圈分別纏繞在兩組對(duì)角設(shè)置的磁芯腳上，所述磁芯腳上纏繞有一磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈，所述磁化線圈連接交流供電裝置，所述檢測線圈與傳感器的處理芯片通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭；其特征在于所述五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭配合被測點(diǎn)為平面、柱形曲面、球形曲面的任一種結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的任一種尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭；其特征在于所述磁芯支架由電工純鐵或大塊非晶鐵磁性材料加工而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭；其特征在于所述磁芯支架延伸有五個(gè)磁芯腳，一個(gè)磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈分別纏繞在兩組對(duì)角設(shè)置的磁芯腳上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭，其包括由純鐵或大塊非晶鐵磁性材料加工而成的磁芯支架，所述磁芯支架的中心一個(gè)磁芯腳及其四周有四個(gè)磁芯腳，共有五個(gè)磁芯腳。其中心磁芯腳上繞有磁化線圈，而兩個(gè)檢測線圈分別纏繞在兩組對(duì)角設(shè)置的磁芯腳上，所述磁化線圈連接交流供電裝置，所述檢測線圈與傳感器的處理芯片通信連接，上述五腳磁性應(yīng)力傳感器探頭通過一個(gè)磁化線圈和兩個(gè)檢測線圈將被測點(diǎn)的磁特性各向異性效應(yīng)轉(zhuǎn)變成可以被調(diào)理的電信號(hào)發(fā)送給傳感器的處理芯片，以對(duì)鐵磁性材料的載荷或殘留應(yīng)力進(jìn)行檢測，具有優(yōu)良的電氣性能和磁學(xué)性能。靈敏度高，表面適應(yīng)性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01L1/12GK103063735SQ20111032295
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者殷春浩, 殷冬寧 申請(qǐng)人:無錫強(qiáng)力環(huán)保科技有限公司