一種磁懸液濃度的測量裝置及其測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于磁粉探傷領域，具體涉及一種磁懸液濃度的測量裝置及其測量方法。
【背景技術】
[0002] 磁粉探傷是無損檢測的主要技術之一。磁懸液的濃度是影響濕法磁粉探傷效果的 重要因素，磁懸液濃度過高或過低都會對探傷質量造成很大的影響。
[0003] 傳統的磁懸液濃度測量方法是采用測量磁粉容積的梨形沉淀管法。該方法存在測 量時間長、不能及時反饋等缺點，同時，由于零件上的污物（如沙±和氧化物等）帶入磁懸 液中，使測量結果不準確。
[0004] 專利申請號為103063554,名稱為"一種基于透光度的磁懸液濃度快速定性測量方 法"，其技術方案為先配制2份磁懸液，濃度分別為濃度上限及濃度下限，將實際濃度的磁懸 液放在玻璃器皿中，用一束光強為L的光透照在玻璃器皿上，穿出玻璃器皿后測定其光強 為LI,將該濃度的磁懸液黑度定義為D1，同理將濃度上限所測黑度定義為化，如果磁懸液 實際測量黑度D不大于化、不小于D1，則該磁懸液濃度滿足磁粉檢測工藝規程中關于磁懸 液濃度的要求。
[0005] 但是該方法不能準確測定濃度值，只能給出定性結論。
[0006] 專利申請號為1712949,名稱為"磁懸液磁粉濃度傳感器"其技術方案為由電感線 圈回路、電流傳感器和非導磁管組成，電感線圈回路由電感線圈和電流傳感線串聯構成，非 導磁管設在電感線圈回路的電感線圈內，非導磁管一端為磁懸液入口，另一端為磁懸液出 口，電流傳感器套在電感線圈回路的電流傳感器上。
[0007] 但是該方法在實際現場中電流信號變化小、干擾信號大、該裝置靈敏度較低。
【發明內容】
[0008] 為實現一種高靈敏度的實時磁懸液測量，本發明提供了一種磁懸液濃度的測量裝 置及其測量方法，其技術方案具體如下：
[0009] 一種磁懸液濃度測量裝置，其特征在于：所述的磁懸液濃度測量裝置包括依次連 接的信號檢測單元、信號處理單元、信號計算單元及報警單元；
[0010] 所述的信號檢測單元包括測量管、電感線圈及激勵源；
[0011] 所述的信號處理單元包括信號放大器、帶通濾波器W及AD采樣器；
[0012] 所述的信號計算單元為計算機；
[0013] 所述報警單元為一報警器；
[0014] 所述的測量管插入電感線圈中，所述的激勵源連接在電感線圈的兩端，從電感線 圈的兩端分別抽出一個抽頭作為檢測信號的輸出端，將所述檢測信號的輸出端連接至信號 放大器的輸入端，信號放大器的輸出端連接至帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端 連接至AD采樣器的信號輸入端，AD采樣器的信號輸出端連接至計算機的信號接收端，計算 機的信號輸出端連接至報警器的信號接收端；
[0015] 所述的磁懸液濃度測量裝置，利用磁懸液中磁粉的導磁性，根據磁導率與電壓及 磁導率與濃度之間的關系原理建立濃度與電壓的函數關系，通過建立測試電路測定電壓 值，計算出相應磁懸液的濃度值。
[0016] 根據本發明的一種磁懸液濃度測量裝置，其特征在于在所述的由激勵源及電感線 圈構成的回路上還接入一可調電阻R1，所述可調電阻Rl與電感線圈為串聯連接。
[0017] 根據本發明的一種磁懸液濃度測量裝置，其特征在于所述信號放大器為差分放大 器，在所述差分放大器的輸出端和反相輸入端之間連接一可調電阻R2形成負反饋。
[0018] 一種磁懸液濃度測量方法，采用上述任一權力要求所述磁懸液濃度測量裝置來實 現，其特征在于所述的磁懸液濃度測量方法包括如下步驟：
[0019] Sl ;根據工藝要求配置濃度為上限濃度值的磁懸液；
[0020] S2 ;將配置好的上限濃度磁懸液送入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對其進行上 限濃度值標定；
[0021] S3 ;根據工藝要求配置濃度為下限濃度值的磁懸液；
[0022] S4 ;將配置好的下限濃度磁懸液送入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對其進行下 限濃度值標定；
[0023] S5;將工作的磁懸液引入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對磁懸液的濃度值進行 實時監測，
[0024] 當實際監測值大于標定的上限濃度值或小于標定的下限濃度值時，磁懸液濃度測 量裝置發出報警，否則不報警。
[0025] 根據本發明的一種磁懸液濃度測量方法，其特征在于所述的磁懸液濃度測量裝置 進行的測試步驟如下：
[0026] Tl ;將配置濃度的待測磁懸液引入測量管，將測量管插入電感線圈，待流場穩定 后，啟動激勵源，
[0027] T2 ;電感線圈將感應的電壓值送入放大器的信號接收端進行信號放大；
[0028] T3;放大后的信號經由放大器的信號輸出端送入帶通濾波器的信號接收端進行選 頻；
[0029] T4 ;選頻后的信號經由帶通濾波器的信號輸出端送入AD采樣器進行AD轉換；
[0030] T5 ;轉換后的信號經由AD采樣器的信號輸出端送入計算機進行數據處理；
[0031] T6 ;計算機根據數據處理的結果發出相應的指令信號；
[0032] T7 ;報警器接收到計算機的指令信號后進行相應指令動作。
[0033] 根據本發明的一種磁懸液濃度測量方法，其特征在于在步驟S5之前，還有較低濃 度值標定，較高濃度值標定及中間濃度值標定；
[0034] 其標定步驟為：
[0035] Al ;根據工藝要求配置濃度為較低濃度值的磁懸液；
[0036] A2 ;將配置好的較低濃度磁懸液送入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對其進行較 低濃度值標定；
[0037] A3 ;根據工藝要求配置濃度為較高濃度值的磁懸液；
[003引 A4 ;將配置好的較高濃度磁懸液送入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對其進行較 高濃度值標定；
[0039] A5 ;根據工藝要求配置濃度為中間濃度值的磁懸液；
[0040] A6;將配置好的中間濃度磁懸液送入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對其進行中 間濃度值標定；
[0041] 所述的較低濃度值標定、較高濃度值標定與中間濃度值標定與上限濃度值標定及 下限濃度值標定形成濃度標定區間，為濃度響應提供更準確的動作指令，為濃度調整提供 更準確的參考。
[0042] 根據本發明的一種磁懸液濃度測量方法，其特征在于濃度實際測量值、電壓實際 測量值與濃度標定值及電壓標定值的關系為：
[0044] 其中，Xm由Xii < Xm < Xi關系確定，
[0045] 化為濃度實際測量值，
[004引 Xm為電壓實際測量值，
[0047] Yi為上限濃度標定值，
[0048] Yi-I為下限濃度標定值，
[0049] Xi為上限電壓標定值，
[0050] Xi-I為下限電壓標定值。
[0051] 根據本發明的一種磁懸液濃度測量方法，其特征在于濃度實際測量值、電壓實際 測量值與濃度標定值及電壓標定值的關系為：
[0053] 其中，Xm由Xii < Xm < Xi關系確定，
[0054] 化為濃度實際測量值，
[00巧]Xm為電壓實際測量值，
[0056] Yi、Yi-I為濃度標定值，
[0057] Xi、Xi-I為電壓標定值，
[0058] i = 2,3,4,5。
[0059] 本發明的一種磁懸液濃度測量裝置及其測量方法，其利用磁粉的高導磁性，通過 前端放大電磁感應信號的方法，能夠高靈敏度、快速響應濃度的變化，并將濃度變化值實時 地檢測出來，提供定量監測結果，其抗干擾能力強，能夠準確地控制磁懸液濃度，提高探傷 靈敏度。
【附圖說明】
[0060] 圖1為本發明的測量裝置結構示意圖；
[0061] 圖2為本發明的測量裝置結構框圖；
[0062] 圖3為本發明的測量方法流程示意圖；
[0063] 圖4為本發明的測量裝置工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0064] 下面，根據說明書附圖和【具體實施方式】對本發明的一種磁懸液濃度測量方法及其 測量裝置作進一步具體說明。
[0065] 如圖1、2所示的一種磁懸液濃度測量裝置，包括依次連接的信號檢測單元、信號 處理單元、信號計算單元及報警單元；
[0066] 所述的信號檢測單元包括測量管、電感線圈及激勵源；
[0067] 所述的信號處理單元包括信號放大器、帶通濾波器W及AD采樣器；
[0068] 所述的信號計算單元為計算機；
[0069] 所述報警單元為一報警器；
[0070] 所述的測量管插入電感線圈中，所述的激勵源連接在電感線圈的兩端，從電感線 圈的兩端分別抽出一個抽頭作為檢測信號的輸出端，將所述檢測信號的輸出端連接至信號 放大器的輸入端，信號放大器的輸出端連接至帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端 連接至AD采樣器的信號輸入端，AD采樣器的信號輸出端連接至計算機的信號接收端，計算 機的信號輸出端連接至報警器的信號接收端；
[0071] 所述的磁懸液濃度測量裝置，利用磁懸液中磁粉的導磁性，根據磁導率與電壓及 磁導率與濃度之間的關系原理建立濃度與電壓的函數關系，通過建立測試電路測定電壓 值，計算出相應磁懸液的濃度值。
[0072] 進一步地，在所述的由激勵源及電感線圈構成的回路上還接入一可調電阻R1，所 述可調電阻Rl與電感線圈為串聯連接。
[0073] 進一步地，所述信號放大器為差分放大器，在所述差分放大器的輸出端和反相輸 入端之間連接一可調電阻R2形成負反饋。
[0074] 如圖3、4所示，本技術方案的一種磁懸液濃度測量方法，采用如圖1、2所示的磁懸 液濃度測量裝置來實現，其特征在于所述的磁懸液濃度測量方法包括如下步驟：
[00巧]Sl ;根據工藝要求配置濃度為上限濃度值的磁懸液；
[0076] S2 ;將配置好的上限濃度磁懸液送入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對其進行上 限濃度值標定；
[0077] S3 ;根據工藝要求配置濃度為下限濃度值的磁懸液；
[0078] S4 ;將配置好的下限濃度磁懸液送入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對其進行下 限濃度值標定；
[0079] S5;將工作的磁懸液引入磁懸液濃度測量裝置的測量管，對磁懸液的濃度值進行 實時監測，
[0080] 當實際監測值大于標定的上限濃度值或小于標定的下限濃度值時，磁懸液濃度測 量裝置發出報警，否則不報警。
[0081] 進一步地，所述的磁懸液濃度測量裝置進行的測試步驟如下：
[0082] Tl ;將配置濃度的待測磁懸液引入測量管，將測量管插入電感線圈，待流場穩定 后，啟動激勵源，
[0083] T2 ;電感線圈將感應的電壓值送入放大器的信號接收端進行信號放大；
[0084] T3;放大后的信號經由放大器的信號輸出端送入帶通濾波器的信號接收端進行選 頻；
[0085] T4 ;選頻后的信號經由帶通濾波器的信號輸出端送入AD采樣器進行AD轉換；
[0086] T5 ;轉換后的信號經由AD采樣器的信號輸出端送入計算機進行數據處理；
[0087] T6 ;計算機根據數據處理的結果發出