一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及巴克豪森原理鐵磁性材料的應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種減小溫 度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，巴克豪森檢測(cè)方法廣泛應(yīng)用于鐵磁性材料應(yīng)力的檢測(cè)。在檢測(cè)時(shí)，鐵磁材料 被磁化的過程中產(chǎn)生的巴克豪森（MBN)信號(hào)會(huì)受到各種因素的影響。就溫度影響而言，一 方面溫度影響著鐵磁性材料的磁化狀態(tài)，即溫度本身對(duì)巴克豪森信號(hào)產(chǎn)生影響；另一方面 當(dāng)溫度升高時(shí)，鐵磁性構(gòu)件將承受溫度產(chǎn)生的壓應(yīng)力，溫度降低時(shí)承受著拉應(yīng)力，這種拉應(yīng) 力和壓應(yīng)力同樣對(duì)MBN信號(hào)產(chǎn)生較大影響。
[0003] 由于溫度對(duì)巴克豪森信號(hào)的上述雙重影響，在檢測(cè)鐵磁性材料溫度應(yīng)力時(shí)會(huì)影響 MBN信號(hào)的特征值，而采用常規(guī)特征值來進(jìn)行溫度應(yīng)力的檢測(cè)時(shí)難以消除溫度本身的這種 影響。在減弱溫度本身對(duì)巴克豪森信號(hào)影響后如何定量測(cè)量鐵磁性材料的溫度應(yīng)力；現(xiàn)有 的常規(guī)特征值標(biāo)定檢測(cè)結(jié)果精度較低。
[0004] 目前，巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)研宄中，在修正溫度效應(yīng)對(duì)應(yīng)力檢測(cè)影響的方法主要是 通過測(cè)量求取巴克豪森信號(hào)的常規(guī)特征值，即均值、均方根、振鈴數(shù)、峰值、峰寬比，然后通 過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，最終求出應(yīng)力的大小。此方法目前存在的主要缺陷有：首先檢測(cè)精 度不高，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法各個(gè)特征值本身受到溫度影響較大，修正精度低。其次較為繁 瑣，需要求多個(gè)特征值，在求特征值的過程也會(huì)引入較大的測(cè)量誤差。另外，在現(xiàn)有技術(shù)的 常規(guī)特征值標(biāo)定中，用均方根作為巴克豪森檢測(cè)應(yīng)力標(biāo)定的特征值，由于橫向均方根值或 縱向均方根值與溫度的變化均呈一致方向的單調(diào)關(guān)系，因此采用單一均方根作為應(yīng)力標(biāo)定 的特征值，同樣會(huì)引入溫度的影響，致使檢測(cè)結(jié)果精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力 檢測(cè)方法，方法簡(jiǎn)便，檢測(cè)結(jié)果精度高，能夠有效地減小巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)中的溫度影響。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，采用傳感器進(jìn)行巴克豪森應(yīng)力檢 測(cè)，其特征在于包括以下步驟：
[0008] 步驟一、檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料平行時(shí)巴克豪森信號(hào)的均方根值，即 為橫向均方根值；
[0009] 步驟二、所述的橫向均方根測(cè)量結(jié)束后，檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料垂直 時(shí)巴克豪森信號(hào)的均方根值，即為縱向均方根值；
[0010] 步驟三、運(yùn)算求出橫向均方根與縱向均方根的比值，即橫縱比；
[0011] 步驟四、通過標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力的加載實(shí)驗(yàn)得到橫縱比與應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過線性擬 合得出特征值-應(yīng)力的標(biāo)定曲線及標(biāo)定方程；
[0012] 步驟五、獲取所述橫縱比的隨機(jī)測(cè)量誤差及擬合誤差；
[0013] 步驟六、根據(jù)檢測(cè)得的橫縱比，帶入所述標(biāo)定方程中，求出應(yīng)力值。
[0014] 在所述步驟三中，所述的橫縱比可以按以下方式獲取：
[0015] (1)單次測(cè)量橫向均方根值；
[0016] (2)單次測(cè)量同一位置的縱向均方根值；
[0017] (3)橫向均方根除以縱向均方根值求出橫縱比。
[0018] 進(jìn)一步地，在所述步驟三中，所述的橫縱比也可以按以下方式獲取：
[0019] (1)多次測(cè)量橫向均方根值，并求平均值；
[0020] (2)多次測(cè)量縱向均方根值，并求平均值；
[0021] (3)橫向均方根的平均值除以縱向均方根的平均值，求出橫縱比；
[0022] (4)重復(fù)上述⑴至（3)的操作，將多個(gè)橫縱比求平均后得出橫縱比。
[0023] 在所述步驟四中，所述的通過線性擬合得出標(biāo)定方程為：
[0024]Y= -0. 0025X+0. 6336
[0025] 式中，X表示應(yīng)力值，Y表示橫縱比，得出：橫縱比每變化0.01，應(yīng)力值變化為 ±4Mpa〇
[0026] 在所述步驟五中，所述的獲取所述的橫縱比的隨機(jī)測(cè)量誤差及擬合誤差的過程分 別是：
[0027]隨機(jī)測(cè)量誤差：通過對(duì)同一點(diǎn)多次測(cè)量實(shí)驗(yàn)，估算出通過所述的橫縱比檢測(cè)儀器 的測(cè)量誤差范圍；
[0028] 擬合誤差：通過所述的標(biāo)定方程求出的應(yīng)力值與實(shí)際實(shí)驗(yàn)中加載的拉壓應(yīng)力值進(jìn) 行比較，獲得橫縱比標(biāo)定方程測(cè)應(yīng)力的擬合誤差。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下：
[0030] 本發(fā)明針對(duì)巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)中的溫度影響，提出了新的特征值橫縱比，即橫向 均方根值與縱向均方根值的比值，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的單向均方根標(biāo)定應(yīng) 力的方法，橫縱比的方法在有效地抑制溫度影響后，對(duì)應(yīng)力測(cè)量的精度更高，檢測(cè)也更為便 捷。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的一種具有溫度消減效應(yīng)的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法流程框圖。
[0032] 圖2是本發(fā)明所述方法檢測(cè)中的傳感器橫向放置示意圖。
[0033] 圖3是本發(fā)明所述方法檢測(cè)中的傳感器縱向放置示意圖。
[0034]圖4是本發(fā)明所述方法的橫縱比與被檢測(cè)材料鋼軌的拉、壓應(yīng)力的關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036] 如圖1所示，本發(fā)明的一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，采用傳感器 進(jìn)行巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)，其特征在于包括以下步驟：
[0037] 步驟一、檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料平行時(shí)巴克豪森信號(hào)的均方根值，即 為橫向均方根值；圖2所示為本發(fā)明所述方法檢測(cè)中的傳感器橫向放置示意圖。
[0038] 步驟二、所述的橫向均方根測(cè)量結(jié)束后，檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料垂直 時(shí)巴克豪森信號(hào)的均方根值，即為縱向均方根值；
[0039] 所述的均方根值RMS的求取公式為：
[0040]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，采用傳感器進(jìn)行巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)， 其特征在于包括以下步驟： 步驟一、檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料平行時(shí)巴克豪森信號(hào)的均方根值，即為橫 向均方根值； 步驟二、檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料垂直時(shí)巴克豪森信號(hào)的均方根值，即為縱 向均方根值； 步驟三、運(yùn)算求出橫向均方根與縱向均方根的比值，即橫縱比； 步驟四、通過標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力的加載實(shí)驗(yàn)得到橫縱比與應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過線性擬合得 出特征值-應(yīng)力的標(biāo)定曲線及標(biāo)定方程； 步驟五、獲取所述橫縱比的隨機(jī)測(cè)量誤差及擬合誤差； 步驟六、根據(jù)檢測(cè)得出的橫縱比，帶入所述標(biāo)定方程中，求出應(yīng)力值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于： 在所述步驟三中，所述的橫縱比按以下方式獲取： (1) 單次測(cè)量橫向均方根值； (2) 單次測(cè)量同一位置的縱向均方根值； (3) 橫向均方根除以縱向均方根值求出橫縱比。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于： 在所述步驟三中，所述的橫縱比按以下方式獲?。?(1) 多次測(cè)量橫向均方根值，并求平均值； (2) 多次測(cè)量縱向均方根值，并求平均值； (3) 橫向均方根的平均值除以縱向均方根的平均值，求出橫縱比； (4) 重復(fù)上述（1)至（3)的操作，將多個(gè)橫縱比求平均后得出橫縱比。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于： 在所述步驟四中，所述的通過線性擬合得出標(biāo)定方程為： Y= -0. 0025X+0. 6336 式中，X表示應(yīng)力值，Y表示橫縱比，得出：橫縱比每變化0. 01，應(yīng)力值變化為±4Mpa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征 在于：在所述步驟五中，所述的獲取所述的橫縱比的隨機(jī)測(cè)量誤差及擬合誤差的過程分別 是： 隨機(jī)測(cè)量誤差：通過對(duì)同一點(diǎn)多次測(cè)量實(shí)驗(yàn)，估算出通過所述的橫縱比檢測(cè)儀器的測(cè) 量誤差范圍； 擬合誤差：通過所述的標(biāo)定方程求出的應(yīng)力值與實(shí)際實(shí)驗(yàn)中加載的拉壓應(yīng)力值進(jìn)行比 較，獲得橫縱比標(biāo)定方程測(cè)應(yīng)力的擬合誤差。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種減小溫度影響的巴克豪森應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟：一、檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料平行時(shí)巴克豪森信號(hào)的橫向均方根值；二、所述的橫向均方根測(cè)量結(jié)束后，檢測(cè)出當(dāng)傳感器磁軛與被檢測(cè)材料垂直時(shí)巴克豪森信號(hào)的縱向均方根值；三、運(yùn)算求出橫向均方根與縱向均方根的比值，即均方根橫縱比；四、通過標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力的加載實(shí)驗(yàn)得到橫縱比與應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過線性擬合得出標(biāo)定方程，從而得出特征值-應(yīng)力的標(biāo)定曲線；五、獲取所述均方根橫縱比的隨機(jī)測(cè)量誤差及擬合誤差；六、根據(jù)檢測(cè)得的橫縱比，帶入所述標(biāo)定方程中，求出應(yīng)力值。本發(fā)明方法簡(jiǎn)便，檢測(cè)結(jié)果精度高，能有效地減小檢測(cè)中的溫度影響。
【IPC分類】G01L5-00
【公開號(hào)】CN104819795
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510163048
【發(fā)明人】黃凱, 王平, 許建芹, 林洋, 高銘, 李夢(mèng)迪, 焦婷, 李 東, 吳杰
【申請(qǐng)人】江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月7日