專利名稱：采用恒定磁場(chǎng)對(duì)材料板定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種材料板兩側(cè)定位的方法，適合確定非鐵磁性材料板和鐵磁性材料板的兩側(cè)面對(duì)應(yīng)定位，定位材料板的厚度的適應(yīng)范圍為鐵磁性材料板0～30毫米，非鐵磁性材料板0～300毫米，具體厚度取決于所施加的恒定磁場(chǎng)的大小及材料的磁導(dǎo)率的大小。
在造船工業(yè)和壓辦容器制造工業(yè)中，鋼板焊縫需要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，一般采取射線檢測(cè)的方法。檢測(cè)中檢測(cè)部位的定位是相當(dāng)困難的，因采用現(xiàn)行的一些定位技術(shù)，如超聲波法、磁致伸縮法、聲發(fā)射等，其實(shí)用性很差，基于這一原因，造船工業(yè)和壓力容器的無(wú)損檢測(cè)人員仍在采用最為原始的敲擊法或外觀尺寸粗略對(duì)照法，其定位結(jié)果不準(zhǔn)，工作環(huán)境差，反工率高。
本發(fā)明的任務(wù)是要提供一種方案、實(shí)用、精度較高的材料板兩側(cè)對(duì)應(yīng)位置的確定方法，克服現(xiàn)行定位方式還不很實(shí)用的缺點(diǎn)，如長(zhǎng)電纜線，大面積耦合、設(shè)備昂貴等。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式實(shí)現(xiàn)的，先簡(jiǎn)單介紹一下其原理。
在恒定磁場(chǎng)中，無(wú)論媒質(zhì)分布情況，都具備磁通連續(xù)性原理和安培環(huán)路定律。在兩種各向同性的媒質(zhì)分界面上，其磁性強(qiáng)度的切線分量是連續(xù)的，磁感應(yīng)強(qiáng)度的法間分量也是連續(xù)的。
對(duì)于非鐵磁性材料板，其磁導(dǎo)率一般可認(rèn)為等于真空的磁導(dǎo)率。恒定磁場(chǎng)進(jìn)入板中，其磁力線分布基本上相同于恒定磁場(chǎng)在真空中的磁力線分布。相對(duì)于所施加的恒定磁場(chǎng)的大小及位置，部分磁力線有可能透過(guò)非鐵磁性材料板，并可測(cè)出透過(guò)磁場(chǎng)的小大及分布情形。
對(duì)于鐵磁性材料板，其磁導(dǎo)率大大于真空的磁導(dǎo)率。恒定磁場(chǎng)進(jìn)入板中，其磁力線分布與真空中變化相當(dāng)大，大部磁力線聚中在板內(nèi)，但相對(duì)于所施加的恒定磁場(chǎng)的大于及位置，少部分垂直入射磁力線，仍有可能透過(guò)鐵磁性材料板，并可測(cè)出其透過(guò)磁場(chǎng)的大小及分布情形，其分布是有規(guī)律的。
本發(fā)明任務(wù)的技術(shù)實(shí)施是這樣的。在材料板的一側(cè)，采用圓柱形永久性磁鐵或電磁鐵的一磁極端，根據(jù)定位材料及厚度建立起相應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)的恒定磁場(chǎng);在材料的另一側(cè)，采用探測(cè)線圈、磁電轉(zhuǎn)換元件、差接線圈或羅盤，來(lái)檢測(cè)透過(guò)材料的磁場(chǎng)大小及磁性取向。應(yīng)用時(shí)，確定定位部位，采取恒定磁場(chǎng)與測(cè)試元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方法，測(cè)出其透過(guò)磁場(chǎng)的存在、大小、磁向變化。根據(jù)透過(guò)磁場(chǎng)的幅值和磁向的快速變化及其規(guī)律，來(lái)確定對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置。例如用羅盤測(cè)試時(shí)，若定位點(diǎn)已相對(duì)羅盤于同一水平面時(shí)，移動(dòng)所施加的恒定磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)中心接近定位點(diǎn)時(shí)，磁極指針產(chǎn)生對(duì)應(yīng)偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)中心對(duì)應(yīng)于定位點(diǎn)時(shí)，磁極指針將垂直于材料板面;磁場(chǎng)中心偏離定位點(diǎn)時(shí)，磁板針相應(yīng)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，即朝前移動(dòng)，按原偏轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)，退后，按原反偏轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)。
本發(fā)明比現(xiàn)有定位技術(shù)，在如造船、容器制造、檢修中大材料板射線檢測(cè)定位方面，有定位快，操作方案，實(shí)用性好，且定位準(zhǔn)確率很高的特點(diǎn)，該發(fā)明可提高檢測(cè)速度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。
具體優(yōu)點(diǎn)在于1、本技術(shù)方法中，采用恒定磁場(chǎng)施加與透過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量?jī)蓚€(gè)相互獨(dú)立系統(tǒng)，易于操作實(shí)施。
2、本發(fā)明不需要對(duì)檢測(cè)部位進(jìn)行耦合，采取直接或間接對(duì)材料板施加恒定磁場(chǎng)，非接觸式測(cè)量透過(guò)磁場(chǎng)的相應(yīng)值。
3、本發(fā)明采用永久磁鐵或直流電磁鐵產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，適合船體及容器內(nèi)定位。
4、本發(fā)明可對(duì)鐵磁性材料板進(jìn)行定位，也可對(duì)非鐵磁性材料板進(jìn)行定位。
5、本發(fā)明采取材料兩側(cè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，獲得透過(guò)磁場(chǎng)的大小和磁性取向，并以測(cè)得透過(guò)磁場(chǎng)的大小和磁性變化規(guī)律定位。
因此，本發(fā)明是目前唯一可供實(shí)用的船體、容器鋼板焊縫檢測(cè)定位的方法。同時(shí)，也可以確定其它原材料的位置，如木板、墻壁等，并有可能作為一種新的無(wú)損檢測(cè)方法。
權(quán)利要求
1.一種采用恒定磁場(chǎng)對(duì)材料板定位的方法是利用永久性磁鐵或直線電磁鐵建立的恒定磁場(chǎng)作為材料一側(cè)的施加場(chǎng)，利用恒定磁板磁場(chǎng)對(duì)板的透射，在材料板的另一面測(cè)量透過(guò)磁場(chǎng)的強(qiáng)度大小和磁性取向的變化規(guī)律，并以此把確定相應(yīng)位置的方法。具體測(cè)試，采用磁針指向或探測(cè)線圈，磁電轉(zhuǎn)換元件以及差動(dòng)線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，吸引或切割磁場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生測(cè)量值的變化，如電流方向的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)位置的確定。
2.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于采取與測(cè)試系統(tǒng)獨(dú)立的圓柱型永久性磁鐵或電磁鐵的磁極恒定磁場(chǎng)作為板一測(cè)的施加場(chǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于采取磁針、探測(cè)線圈、磁電轉(zhuǎn)換元件以及差動(dòng)線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)，測(cè)量透過(guò)后板的恒定磁場(chǎng)的相應(yīng)值及變化規(guī)律。
4.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于采取測(cè)量透過(guò)磁場(chǎng)的強(qiáng)度大小以及磁場(chǎng)各點(diǎn)的磁力線變化情況，利用磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)中心周圍兩側(cè)磁力線的反向來(lái)確定中心位置以及磁針動(dòng)態(tài)指向確定位置。
全文摘要
采用恒定磁場(chǎng)對(duì)材料板定位的方法是用來(lái)確定大材料板兩側(cè)位置的定位方法，其特征在于通過(guò)永久性磁鐵或直流電磁鐵磁極建立恒定磁場(chǎng)作為板的施加場(chǎng)，采取測(cè)量透過(guò)材料板后的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小及磁力線變化規(guī)律，來(lái)確定材料板兩側(cè)的準(zhǔn)確位置。該定位方法尤其適合船體和容器中鋼板的定位，也可以確定其他較厚的非鐵磁性材料的兩側(cè)位置。
文檔編號(hào)G01N27/82GK1083217SQ9310632
公開日1994年3月2日 申請(qǐng)日期1993年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月25日
發(fā)明者熊勇勤 申請(qǐng)人:熊勇勤