專利名稱：大面積鋼板缺陷漏磁檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種對鋼板內外表面缺陷的無損檢測方法，特別涉及一種通過外加磁場對大面積鋼板進行局部磁化，利用其在鋼板表面形成的漏磁場對鋼板內外表面缺陷快速進行檢測的方法，屬于無損檢測技術領域。
背景技術：
現有技術中，通常采用超聲波方法檢測鋼板內外表面的局部缺陷和大面積腐蝕減薄，雖然該方法檢測具有精度高的優點，但其檢測效率低，不適用于大面積檢測。
中國專利申請(公開號CN1373852A)公開了一種“漏磁探傷法和使用漏磁探傷法的熱軋鋼板制造方法”，該專利把磁場加在強磁體上，利用檢測強磁體的漏磁來檢驗其內在夾雜物，并用該方法生產熱軋鋼板和脫鱗鋼板，但該技術沒有提及對鋼板內外表面缺陷的檢測方法。
中國實用新型專利(授權公告號CN 2729723Y)公開了一種“直流電動機驅動的儲罐底板漏磁檢測儀”，該實用新型由筆記本計算機、車架、數據采集模塊、蓄電池、直流馬達、減速器、驅動輪、磁鐵、車輪、光電脈沖編碼器和漏磁傳感器組成，利用漏磁傳感器動態采集罐底鐵板的缺陷情況，通過光電脈沖編碼器實現缺陷的坐標定位。但是，該專利由于對儲罐底板的局部磁化飽和狀態缺乏有效的判斷方法，檢測儀和漏磁傳感器的結構參數得不到合理優化，因此檢測精度不高，工程應用時驅動力較大。
發明內容
本發明的目的是提出一種大面積鋼板缺陷漏磁檢測方法，即利用磁極與鋼板間的磁通密度值判斷鋼板的局部磁化飽和狀態，并通過傳感器的錯位陣列方式構建漏磁檢測探頭，以防止漏檢，提高測量的覆蓋范圍和空間分辨率。
本發明的技術方案如下1)采用勵磁裝置對大面積鋼板進行局部磁化，通過測量磁鐵磁極處的磁通密度，再利用如下公式(1)計算鋼板內局部區域的磁通密度，以判斷鋼板內部的磁化飽和狀態，BM×WMLP=BP---(1)]]>其中，BM為磁極與鋼板間隙的平均磁通密度，WM為磁鐵寬度，LP為鋼板厚度，BP為鋼板內局部區域的飽和磁通密度；2)采用由多個磁敏感元件構成的檢測探頭以固定提離值為2～4mm等間隔測量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度；3)首先，對相鄰兩個磁敏感元件的輸出信號進行差分處理，然后對整個檢測探頭的輸出信號分別進行疊加、放大和濾波預處理，濾除或抑制輸出信號的隨機噪聲和背景噪聲，并放大缺陷信號的跳變幅值；4)根據檢測速度動態設定檢測閾值為2～10高斯，通過將所測量的磁通密度值與該檢測閾值進行比較，判斷缺陷的有無。
本發明的特征還在于步驟2)中所述的檢測探頭中的磁敏感元件采用錯位陣列布置。
本發明提供的大面積鋼板缺陷漏磁檢測方法，由于能有效判斷鋼板的局部磁化飽和狀態，因此可以對漏磁探頭的磁路參數進行優化；同時，利用由磁敏感元件錯位陣列組成的探頭來測量漏磁場，可以防止漏檢，從而提高了測量的覆蓋范圍和空間分辨率，保證了大面積鋼板表面缺陷的檢測精度。
圖1為漏磁檢測原理圖。
圖2為檢測探頭的結構示意圖，表示出由多個磁敏感元件錯位布置而成。
圖3為大面積鋼板缺陷檢測系統的結構框圖。
其中1-銜鐵，2-磁鐵，3-極靴，4-待測大面積鋼板，5-磁敏感元件，H-磁極與鋼板間的氣隙高度，δ-磁敏感元件的提離值，6-檢測探頭。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明提供的檢測方法做進一步的說明。
首先根據待測鋼板的厚度和該鋼板所用材料的標準飽和磁通密度值，運用公式(1)計算并選擇大小合適的勵磁裝置對鋼板進行磁化，使其至局部磁化飽和狀態；勵磁裝置由銜鐵1，磁鐵2，極靴3組成。圖1所示為檢測原理圖，將勵磁裝置放置在鋼板表面上一定高度H，對待測大面積鋼板4進行飽和磁化，利用磁敏感元件5以固定提離值為2～4mm等間隔測量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度；按照附圖2說明，將多個磁敏感元件5按錯位陣列方式布置，構成漏磁檢測探頭6，以保證掃查區域無漏檢，提高測量的覆蓋范圍和空間分辨率。其中，所布置磁敏感元件的數量應使其覆蓋范圍總和大于被測區域(如圖2所示)；漏磁檢測探頭沿磁化方向對鋼板進行掃查，并對相鄰兩個磁敏感元件的輸出信號進行差分處理，再進行疊加、濾波和放大等預處理，濾除或抑制輸出信號的隨機噪聲和背景噪聲；經由接口電路傳送到單片機，單片機通過緩存電路將檢測數據傳送到計算機并進行存儲。同時根據檢測速度動態設定檢測閾值為2～10高斯，通過將所測量的磁通密度值與該檢測閾值進行比較(如圖3所示)，若測量的磁通密度值大于檢測閾值，則可判斷鋼板表面存在缺陷。
實施例選擇12mm厚的Q235鋼板作為被檢測對象，根據Q235材料的飽和磁通密度大小和公式(1)的計算，選擇長300mm、寬30mm、厚25mm的NdFeB N50稀土永磁材料構成勵磁裝置、以H＝5mm磁化氣隙對該鋼板進行磁化，使其至局部磁化飽和；按附圖2說明，將36個集成霍爾元件進行錯位排列構成檢測探頭，其中相鄰元件磁敏感區的間隔為2mm；采用該探頭以δ為2.5mm的提離值和2mm的采樣間隔沿磁化方向分別測量鋼板表面不同位置的磁場大小；先對相鄰的每兩個磁敏感元件的輸出信號進行差分處理，然后再對整個漏磁檢測探頭的輸出信號分別進行疊加、放大和濾波等預處理，得到較理想的缺陷檢測信號；根據檢測速度(0.5m/s)動態設定檢測閾值為4.8高斯(Gauss)，將所測量的漏磁通密度值與該檢測閾值進行比較后，發現測量的漏磁通密度值大于所設置的檢測閾值4.8高斯，即可判斷出該鋼板表面存在缺陷。
權利要求
1.一種大面積鋼板缺陷漏磁檢測方法，其特征在于該方法按如下步驟進行1)采用勵磁裝置對大面積鋼板進行局部磁化，通過測量磁鐵磁極處的磁通密度，以利用如下公式(1)計算鋼板內局部區域的磁通密度，并判斷鋼板內部的磁化飽和狀態，BM×WMLP=BP---(1)]]>其中，BM為磁極與鋼板間隙的平均磁通密度，WM為磁鐵寬度，LP為鋼板厚度，BP為鋼板內局部區域的飽和磁通密度；2)采用由多個磁敏感元件構成的檢測探頭以固定提離值為2～4mm等間隔測量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度；3)首先，對相鄰兩個磁敏感元件的輸出信號進行差分處理，然后對整個檢測探頭的輸出信號分別進行疊加、放大和濾波預處理，濾除或抑制輸出信號的隨機噪聲和背景噪聲，放大缺陷信號的跳變幅值；4)根據檢測速度動態設定檢測閾值為2～10高斯，通過將所測量的磁通密度值與該檢測閾值進行比較，以判斷缺陷的有無。
2.按照權利要求1所述的大面積鋼板缺陷漏磁檢測方法，其特征在于步驟2)中所述的檢測探頭中的磁敏感元件采用錯位陣列布置。
全文摘要
一種大面積鋼板缺陷漏磁檢測方法，先采用勵磁裝置對大面積鋼板進行局部磁化，通過測量磁極處的磁通密度值，利用公式計算鋼板內部的磁化飽和狀態，然后采用由多個磁敏感元件錯位陣列構成的檢測探頭，以固定提離值等間隔測量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度，并對相鄰兩個磁敏感元件的輸出信號進行差分等預處理，最后將所測量的磁通密度值與動態設定的檢測閾值進行比較，以判斷缺陷的有無。本發明由于能有效判斷鋼板的局部磁化飽和狀態，因此可以對漏磁探頭的磁路參數進行優化；同時，利用由磁敏感元件錯位陣列組成的探頭來測量漏磁場，可以防止漏檢，從而提高了測量的覆蓋范圍和空間分辨率，保證了大面積鋼板表面缺陷的檢測精度。
文檔編號G06F19/00GK1865976SQ200610012289
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者黃松嶺, 趙偉, 宋小春 申請人:清華大學