專利名稱：本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵磁性材料的殘留應(yīng)力和殘余奧氏體，更具體地說是一種適應(yīng)于鐵磁性材料的應(yīng)力和殘余奧氏體含量的本安型的測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鐵磁性材料在機械加工和熱加工的過程中都會產(chǎn)生不同的殘留應(yīng)力，殘留應(yīng)力的存在對材料的力學性能有著很大的影響；奧氏體是鐵的一種相，殘余奧氏體是指發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變后，還有少量未發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體；大量的工程實踐證實殘留應(yīng)力是影響大型橋梁、大型壓力容器、大型金屬構(gòu)造物材料的疲勞強度、應(yīng)力腐蝕等力學性能的主要因素；殘余奧氏體對材料的機械性能、物理性能、工藝性能都有重要的影響；適量的殘余奧氏體可提高韌性，抗接觸疲勞及低溫韌性，減少組織應(yīng)力和淬火變形；但過量的殘余奧氏體會降低硬度、耐磨性；特別對一些尺寸、穩(wěn)定性要求甚高的零件，量具和軸承，殘余奧氏體的存在會影響精度和壽命；尤其在易燃、易爆、高空、高溫、高壓的危險區(qū)域，比如說煤礦中，對鐵磁性設(shè)備進行安全檢測來保證設(shè)備的安全運行，能大大降低事故發(fā)生的幾率；因此，測量鐵磁性材料的殘留應(yīng)力和殘余奧氏體含量對保證鐵磁工件質(zhì)量具有極為重要的意義。然而傳統(tǒng)意義上，存在很難做到實時實地得測量，而且檢測難度大，檢測周期長以及檢測成本較高的缺點和測試存在很高的風險。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)。其具有檢測難度低，檢測周期短，大大降低了耗材成本，而且測試方法簡便、同時實現(xiàn)了鐵磁性材料分層測量的特點；本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)，其包括:一信號發(fā)生單元，所述的信號發(fā)生單元產(chǎn)生一定頻率的電信號，并發(fā)送該電信號給安全控制單元；一安全控制單元，所述的安全控制單元與信號發(fā)生單元連接，用于控制上述信號發(fā)生單元產(chǎn)生電信號的電流大小，并發(fā)送電信號給四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器，至少一個四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器，與安全控制單元連接；所述四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器包括用于對被測點進行交流磁化的交流磁化單元以及檢測被測點磁特性效應(yīng)的電信號的檢測線圈單元，其中所述交流磁化單元接收到上述同頻功率放大單元的電信號后發(fā)送電信號給同頻信號放大單元，所述檢測線圈單元發(fā)送檢測到的電信號給同頻放大整流單元，一同頻信號放大單元，與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器通信連接，用于接收交流磁化單元發(fā)送的電信號，并對該信號進行同頻放大處理后，發(fā)送相應(yīng)電壓信號給處理單元，一同頻放大整流單元，與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器通信連接，用于接收檢測線圈單元發(fā)送的電信號，并對該電信號進行同頻放大、整流后，發(fā)送相應(yīng)電壓信號給處理單元，一處理單元，與同頻信號放大單元和同頻放大整流單元通信都連接，接收到同頻放大整流單元發(fā)送的電壓信號，利用同頻放大整流單元發(fā)送的電壓信號的大小、方位及該鐵磁性材料的校正曲線，測算出被測點的應(yīng)力的大小和方向；或?qū)⒃撾妷盒盘枩y算成M (磁化強度)，同時接收到同頻信號放大單元發(fā)送的電壓信號，將其測算成H (磁場強度)，改變上述的H (磁場強度)來得到鐵磁性材料的飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線，進而測算出鐵磁性材料殘余奧氏體的含量；從而實現(xiàn)應(yīng)力和殘余奧氏體含量的安全測量，一顯示單元，用于顯示被測點的磁性力大小和方向或飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線；特別地，所述四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器設(shè)置為至少為一個或多個，所述交流磁化單元為設(shè)置于四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器上的交流磁化線圈；本發(fā)明有益效果為，所述本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)利用含有應(yīng)力的鐵磁性材料中存在磁特性各向異性效應(yīng)以及鐵磁性材料中奧氏體與馬氏體不同的磁特性效應(yīng)，這兩個物理效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)理的電信號，并通過對電信號換算處理，得到了鐵磁性材料的磁應(yīng)力大小、方向或飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線；再利用電磁場的滲透深度和電磁場頻率的關(guān)系，實現(xiàn)了鐵磁性材料中應(yīng)力和殘余奧氏體的安全檢測；不僅降低了檢測的難度，縮短了檢測周期，實現(xiàn)了材料的分層測量；又由于對材料沒有損傷而降低了耗材成本，成本較低。

下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明；附圖1為本發(fā)明本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖；圖中:1、本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)；2、信號發(fā)生單元；3、安全控制單元；4、四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器；5、交流磁化單元；6、檢測線圈單元；7、同頻信號放大單元；8、同頻放大整流單元；9、處理單元；10、顯示單元。11、上述所有部件都達到國家規(guī)定的本質(zhì)安全標準。
具體實施方式
請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖。本實施例中所有部件都達到國家規(guī)定的本質(zhì)安全的標準，所述本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)的系統(tǒng)I包括信號發(fā)生單元2，所述信號發(fā)生單元2產(chǎn)生可調(diào)頻率的電信號并發(fā)送這些信號給安全控制單元3，所述安全控制單元3對電信號進行控制并發(fā)送該電信號給四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器4 ;所述四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器4包括用于對被測點進行磁化的交流磁化單元5以及用于提取被測點磁特性效應(yīng)的電信號的檢測線圈單元6，所述交流磁化單元5發(fā)送上述電信號給同頻信號放大單元7，所述檢測線圈單元6發(fā)送檢測到的電信號給同頻放大整流單元8 ;所述同頻信號放大單元8與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器4通信連接，用于接收交流磁化線圈5發(fā)送的不同頻率的電信號，并對電信號進行放大后，發(fā)送不同頻率的電壓信號給信號處理單元9，所述同頻放大整流單元8與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器4通信連接，用于接收檢測線圈單元6發(fā)送的一系列不同頻率電信號，并對電信號進行放大、整流處理后，發(fā)送電壓信號給處理單元9。所述處理單元9與同頻信號放大單元7和同頻放大整流單元8都通信連接，接收到同頻放大整流單元8發(fā)送的電壓信號，利用同頻放大整流單元8發(fā)送的電壓信號的大小、方位，測算出被測點的應(yīng)力的大小和方向；或?qū)⒃撾妷盒盘枩y算成M (磁化強度)，并將接收到同頻信號放大單元7發(fā)送的電壓信號，測算成H (磁場強度)，不斷改變上述的H (磁場強度)得到鐵磁性材料的飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線，進而測算出鐵磁性材料不同層面上殘余奧氏體的含量。顯示單元10用于將處理單元9得到的材料的磁應(yīng)力的大小和方向或飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線顯示出來；所述本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)的系統(tǒng)I利用利用含有殘留應(yīng)力的鐵磁性材料中存在磁特性各向異性效應(yīng)以及鐵磁性材料中奧氏體與馬氏體不同的磁特性效應(yīng)，在交流磁化單元5中利用通入不同頻率的信號電流對測點進行交流磁化，然后使用檢測線圈單元6提取被測鐵磁性材料測點出的磁特性效應(yīng)的不同頻率的電信號，對這兩個信號利用同頻信號放大單元7和同頻放大整流單元8進行同頻放大、整流等處理后換算成應(yīng)力參量和磁參量，通過對磁參量的表征分析，實現(xiàn)了鐵磁性材料中的應(yīng)力和殘余奧氏體含量的安全、高效的檢測；上述本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)實現(xiàn)了鐵磁性材料中應(yīng)力和殘余奧氏體含量的本安型檢測設(shè)備和技術(shù)，測量精度高，測試方法簡便、靈活，能實時實地得測量鐵磁性材料物體的任何部位，同時能夠進行材料的無損測量。
權(quán)利要求1.一種本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)，其特征在于:包括， 一信號發(fā)生單元，所述的信號發(fā)生單元產(chǎn)生一定頻率的電信號，并發(fā)送該電信號給安全控制單元； 一安全控制單元，所述的安全控制單元與信號發(fā)生單元連接，用于控制上述信號發(fā)生單元產(chǎn)生電信號的電流大小，并發(fā)送電信號給四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器， 至少一個四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體的檢測傳感器，與信號發(fā)生單元通信連接；所述四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體的檢測傳感器包括用于對被測點進行交流磁化的交流磁化單元以及檢測被測點磁特性效應(yīng)的電信號的檢測線圈單元，其中所述交流磁化單元接收到同頻功率放大單元的電信號后發(fā)送電信號給同頻信號放大單元，所述檢測線圈單元發(fā)送檢測到的電信號給同頻放大整流單元； 一同頻信號放大單元，與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體的檢測傳感器通信連接，用于接收交流磁化單元發(fā)送的電信號，并對該信號進行同頻放大處理后，發(fā)送相應(yīng)電壓信號給處理單元， 一同頻放大整流單元，與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體的檢測傳感器通信連接，用于接收檢測線圈單元發(fā)送的電信號，并對該電信號進行同頻放大、整流后，發(fā)送相應(yīng)電壓信號給處理單元， 一處理單元，與同頻信號放大單元和同頻放大整流單元通信都連接，接收到同頻放大整流單元發(fā)送的電壓信號，利用同頻放大整流單元發(fā)送的電壓信號的大小、方位及鐵磁性材料的校正曲線，測算出被測點的磁應(yīng)力的大小和方向；或?qū)⒃撾妷盒盘枩y算成磁化強度(M)，接收到同頻信號放大單元發(fā)送的電壓信號，測算成磁場強度(H)，改變上述的磁場強度(H)來得到鐵磁性材料的飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線，進而測算出鐵磁性材料的殘余奧氏體的含量，來實現(xiàn)應(yīng)力和殘余奧氏體含量的本安型測量； 一顯示單元，用于顯示被測點的磁應(yīng)力大小和方向或飽和磁化曲線及對應(yīng)的磁滯回線。
專利摘要一種本安型應(yīng)力和殘余奧氏體含量的測量系統(tǒng)，其包括一信號發(fā)生單元、安全控制單元、同頻信號放大單元、同頻放大整流單元、處理單元、顯示單元，所述的信號發(fā)生單元產(chǎn)生一定頻率的電信號，并發(fā)送該電信號給安全控制單元；所述的安全控制單元與信號發(fā)生單元連接，信號放大單元、同頻放大整流單元分別與四腳磁性探頭的應(yīng)力和殘余奧氏體含量一體檢測的傳感器通信連接，處理單元，與同頻信號放大單元和同頻放大整流單元通信都連接。該測量系統(tǒng)實現(xiàn)了鐵磁性材料中應(yīng)力和殘余奧氏體的安全檢測；不僅降低了檢測的難度，縮短了檢測周期，實現(xiàn)了材料的分層測量。
文檔編號G01N27/72GK202938944SQ20122051360
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者殷春浩 申請人:無錫強力環(huán)?？萍加邢薰?br>