一种利用树脂基集成的微磁检测探头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用树脂基集成的微磁检测探头，包括励磁装置、霍尔元件以及磁巴克豪森噪声信号接收器；励磁装置、霍尔元件、磁巴克豪森噪声信号接收器以及信号输入输出线路均集成于树脂基体中实现位置的固定；整个树脂基体外形与大小能够根据检测空间的调整进行调整；树脂基体设置与待检测面直接接触的接触面的外表面的形状与待检测物形状相适应，且霍尔元件、磁巴克豪森噪声信号接收器均位于接触面处；树脂基体由主要成分与功能成分制备而成；主要成分为热塑性树脂中的一种或者两种混合；所述功能成分为金相粉末。本发明专利技术具有体积小，集成效果好，散热快，抗氧化，抗振动，防电磁干扰能力强，检测面形状自由度高，应用场景多等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用树脂基集成的微磁检测探头及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无损检测
，具体涉及一种利用树脂基集成的微磁检测探头及其制备方法。

技术介绍

[0002]铁磁性材料是一种能够自发性磁化，磁化率较高，较小磁场就能达到饱和磁化强度的材料。铁磁性材料包括各种型号的钢材和含铁，镍等成分的合金，在工程应用方面十分广泛。铁路，汽车零配件，桥梁，建筑刚材，管道，压力容器等都是铁磁性材料。在这些制造应用领域中，由于成产工艺和工作条件要求，这些铁磁性材料部件存在这腐蚀，疲劳，裂纹，应力集中，塑性变形等缺陷和损伤，对这些缺陷和损伤进行无损检测或监测意义重大。目前，现有的磁性无损检测技术主要有磁巴克可豪森噪声监测技术，金属磁记忆，涡流检测，微分磁导率等微磁检测技术。微磁检测技术利用铁磁性材料的磁信号，对铁磁性材料的应力状态，疲劳状态，微观结构进行评估预测，具有敏感性高，成本低，检测精度高等优点而备受关注。
[0003]但是，目前的微磁检测探头集成化程度低，结构复杂，成本高，体积较大，抗外界温度和电磁干扰能力差，导致稳定性差，应用场景少，实际工程应用少。现有技术公开号为：CN113092576A公开了一种弱磁场激励下金属磁记忆检测装置及其使用方法，其探头能够在外壳内沿轴向运动；探头内部设有三轴磁阻传感器阵列、电路板和激励磁轭，三轴磁阻传感器阵列设在探头的端板内，激励磁轭包围三轴磁阻传感器阵列，激励磁轭上缠绕有线圈，三轴磁阻传感器阵列和线圈与电路板连接，电路板通过集线束与PC端连接，改善了传统磁记忆检测信号较弱的情况。但是还是存在结构复杂，成本高，推广局限性比较大的问题。
[0004]对于微磁检测技术的实际工程应用，微磁检测探头的集成化，结构化，微型化，提高分辨率和精度等要求需要迫切的解决。

技术实现思路

[0005]1.所要解决的技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供一种利用树脂基集成的微磁检测探头及其制备方法，本结构具有体积小，集成效果好，散热快，抗氧化，抗振动，防电磁干扰能力强，检测面形状自由度高，应用场景多等优点。
[0006]2.技术方案：一种利用树脂基集成的微磁检测探头，包括励磁装置、霍尔元件以及磁巴克豪森噪声信号接收器；所述励磁装置与待检测部件相连生成正弦交变磁场；所述磁巴克豪森噪声信号接收器将生成的磁场生成的磁巴克豪森噪声信号；所述霍尔元件接收生成的磁场的切向磁场信号；所述磁巴克豪森噪声信号与切向磁场信号通过信号输入输出线路传输至上位机；其特征在于：所述励磁装置、霍尔元件、磁巴克豪森噪声信号接收器以及信号输入输出线路均集成于树脂基体中实现位置的固定；所述整个树脂基体外形与大小能够根据检测
空间的调整进行调整；所述树脂基体设置与待检测面直接接触的接触面；所述接触面的外表面的形状与待检测物形状相适应，且霍尔元件、磁巴克豪森噪声信号接收器均位于接触面处实现与待检测物的接触；所述树脂基体由主要成分与功能成分制备而成；所述主要成分为热塑性树脂中的一种或者两种混合；所述功能成分为金相粉末。
[0007]进一步地，所述励磁装置包括磁轭与励磁线圈；所述磁轭为U形或者V形或者η形，励磁线圈缠绕于磁轭的中间位置；所述磁巴克豪森噪声信号接收器包括磁芯与缠绕于磁芯的接收线圈；所述霍尔元件与磁巴克豪森噪声信号接收器均通过树脂基体固定于磁轭的两个磁极之间，且磁轭的两个磁极所在的平面与磁巴克豪森噪声信号接收器的检测平面在位于树脂基体的接触面所在的同一个平面或者同一个曲面。
[0008]进一步地，所述磁轭为铁氧体磁轭或硅钢磁轭，所述励磁线圈的线径小于1mm，匝数不少于150扎，输入电流不小于2A；所述磁芯为铁氧体磁芯或硅钢磁芯或高熵合金磁芯，其形状为圆柱形或士字形或工字形，接收线圈线径小于1mm，缠绕扎数不少于300扎。
[0009]进一步地，还包括外壳，外壳设置与信号输入输出线路相连的对应接口用于与上位机相连。
[0010]进一步地，所述树脂基体外表面两侧开槽，所述外壳对应的位置设置与开槽相配合的固定肋。
[0011]进一步地，所述树脂基体的主要成分为PE、PTFE、PP、硅胶、环氧树脂、丙烯酸树脂，聚氨酯中的一种或者多种；所述金相粉末为铁镍混合粉末，铝粉，铜粉中的一种或者多种；所述金相粉末与树脂胶或粉的比例为6:1。
[0012]一种利用树脂基集成的微磁检测探头及其制备方法的制备方法，包括以下步骤：步骤一：根据检测空间以及待检测物体的需求，确定励磁装置的参数、磁巴克豪森噪声信号接收器的型号、信号输入输出线路型号以及霍尔元件型号；所述励磁装置的参数包括磁轭的材质形状、励磁线圈的线径匝数以及能够通过的最大电流；所述磁巴克豪森噪声信号接收器的型号包括磁芯的形状大小以及材质、接收线圈的匝数以及线径；步骤二：将确定好的励磁线圈缠绕至磁轭表面，安装好励磁装置；将接收线圈缠绕至磁芯表面，安装好磁巴克豪森噪声信号接收器；根据放置探头结构的检测空间大小确定模具的大小；所述模具还包括位于接触面所在的面的底板步骤三：将安装好的励磁装置、磁巴克豪森噪声信号接收器以及霍尔元件之间的电路连线以及信号输入输出线路连接好；将所有的部件放入模具中后调整霍尔元件与磁巴克豪森噪声信号接收器间距在预设的范围内并固定；所述磁轭的两个磁极所在的平面与磁巴克豪森噪声信号接收器的接触面在同一个平面或者同一个曲面；步骤四：将励磁线圈、接收线圈和霍尔元件的接线头留出，同时在接触面用底板覆盖住霍尔元件、磁巴克豪森噪声信号接收器的表面；将作为主要成分的树脂胶或粉、金相粉末与固化剂以预设的比例混合，导入已放置好定位部件的模具中，浇注，固化；步骤五：固化后的树脂基体脱模，将接触面的底板铣削掉；步骤六：将所述脱模树脂基体安装在外壳中，将上述留出的输入输出线路接线头与外壳上的接口相连。
[0013]3.有益效果：（1）本方案中的利用树脂基集成的微磁检测探头，可根据特殊应用场景，对微磁检
测探头检测面进行个性化定制，通过改变励磁装置和信号采集装置的相对位置和形状尺寸，并相应地改变所述树脂基体形状尺寸，使微磁检测探头与非平面的复杂平片结构相贴合，来实现对如结构部件如汽车凸轮，管道内外表面，发动机活塞上表面等非平面的复杂平面结构的部件的检测。
[0014]（2）本方案中的核心结构均采用小型化尺寸，其包括的磁轭尺寸以及材质均能够提高微磁检测探头的分辨率，以适应多场景应用。其中接收线圈线径小于1mm，磁巴可豪森噪声信号接收器整体外轮廓尺寸以及其材质等均能够提高磁巴可豪森信号的接收质量，以适应多场景应用。
[0015]（3）本方案中的使用柔性、弹性较好的软树脂材料，以适应多场景应用；如果是什么样的场景其外壳的体积可以采用比较大的尺寸，浇注的树脂材料具有弹性对核心结构起固定缓冲的作用。其中软树脂材料包括但不限于聚氨酯等材料，用于实现具有柔性功能的微磁检测探头；所述柔性微磁检测探头可根据实际检测面改变自身形状，更好的贴合不规则检测面，以适应多场景应用。
附图说明
[0016]图1为具体实施例的整体结构图；图2为具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用树脂基集成的微磁检测探头，包括励磁装置、霍尔元件以及磁巴克豪森噪声信号接收器；所述励磁装置与待检测部件相连生成正弦交变磁场；所述磁巴克豪森噪声信号接收器将生成的磁场生成的磁巴克豪森噪声信号；所述霍尔元件接收生成的磁场的切向磁场信号；所述磁巴克豪森噪声信号与切向磁场信号通过信号输入输出线路传输至上位机；其特征在于：所述励磁装置、霍尔元件、磁巴克豪森噪声信号接收器以及信号输入输出线路均集成于树脂基体中实现位置的固定；所述整个树脂基体外形与大小能够根据检测空间的调整进行调整；所述树脂基体设置与待检测面直接接触的接触面；所述接触面的外表面的形状与待检测物形状相适应，且霍尔元件、磁巴克豪森噪声信号接收器均位于接触面处实现与待检测物的接触；所述树脂基体由主要成分与功能成分制备而成；所述主要成分为热塑性树脂中的一种或者两种混合；所述功能成分为金相粉末。2.根据权利要求1所述的一种利用树脂基集成的微磁检测探头，其特征在于：所述励磁装置包括磁轭与励磁线圈；所述磁轭为U形或者V形或者η形，励磁线圈缠绕于磁轭的中间位置；所述磁巴克豪森噪声信号接收器包括磁芯与缠绕于磁芯的接收线圈；所述霍尔元件与磁巴克豪森噪声信号接收器均通过树脂基体固定于磁轭的两个磁极之间，且磁轭的两个磁极所在的平面与磁巴克豪森噪声信号接收器的检测平面在位于树脂基体的接触面所在的同一个平面或者同一个曲面。3.根据权利要求2所述的一种利用树脂基集成的微磁检测探头，其特征在于：所述磁轭为铁氧体磁轭或硅钢磁轭，所述励磁线圈的线径小于1mm，匝数不少于150扎，输入电流不小于2A；所述磁芯为铁氧体磁芯或硅钢磁芯或高熵合金磁芯，其形状为圆柱形或士字形或工字形，接收线圈线径小于1mm，缠绕扎数不少于300扎。4.根据权利要求1所述的一种利用树脂基集成的微磁检测探头，其特征在于： 还包括外壳，外壳设置与信号输入输出线路相连的对应接口用于与上位机相连。5.根据权利要求4所述的一种利用树脂基集成的微磁检测探头，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱正春，苗兴林，李光荣，王杰，张宇，成涣波，徐垚，金汉霄，常浩原，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：