一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器，采用的U型电磁铁的磁芯端部加工成内切面，内切面和轴颈表面接触以形成磁回路。U型电磁铁提供的交变磁场主要沿轴颈环向分布以磁化轴颈表面材料，也部分穿绕过渡圆角区域回到主磁路，穿绕磁场可以对过渡圆角区域材料进行磁化。在U型电磁铁内部配置两组独立的检测元件，分别拾取轴颈表面和圆角处的多类型微磁信号(磁巴克豪森噪声、切向磁场强度、增量磁导率和多频涡流)。本发明专利技术公布的传感器可以对曲轴轴颈和过渡圆角进行同步微磁检测，应用于无损评价曲轴轴颈和过渡圆角区域的微观组织及残余应力均匀性。区域的微观组织及残余应力均匀性。区域的微观组织及残余应力均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器


[0001]本专利技术涉及一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器，属于无损检测
，目的是提供一种曲轴表面力学性能均匀性的检测传感器方案。

技术介绍

[0002]微磁技术具有对铁磁性零部件进行表面力学性能无损检测的潜力，目前研制的微磁传感器主要针对平板或曲率半径较大的零部件，对于具有复杂形状的曲轴的专用微磁传感器报道较少。专利(CN202110416558.8)公布了一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器，可以对曲轴圆角进行微磁检测，但不能应用于轴颈检测。为实现曲轴圆角和轴颈等复杂曲面的同步微磁检测，目前主要采用两个分离式微磁传感器进行分步骤检测，降低了检测效率。由于两个分离的微磁传感器对曲轴的磁化参数具有差异性，导致两个独立传感器分步骤检测得到的数据难以进行融合对比，不能对曲轴圆角和轴颈表面力学性能进行同步微磁评价。为解决上述问题，本专利技术公布了一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器，利用单一U型电磁铁和两组呈角度配置的检测元件，实现曲轴圆角和轴颈表面多类型微磁信号的同步检测。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于设计一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器。将U型电磁铁磁芯端部设计成内切平面与轴颈表面接触形成磁回路，实现对轴颈和过渡圆角区域的同时磁化。在U型电磁铁内部，配置两组检测元件(两者中心轴线呈一定夹角)实现四种微磁信号的拾取。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器，其特征是在传统U型电磁铁磁芯端面加工为内切面，与轴颈表面接触形成磁回路。在分时励磁条件下，利用两组检测元件对轴颈和过渡圆角区域进行四种微磁信号检测。技术方案的实施步骤如下：
[0006]1)根据曲轴检测位置几何结构的限制，将电磁铁磁芯端面加工为内切平面，提高传感器检测的通用性。电磁铁加工采用数片0.5mm无取向硅钢叠层点焊加工而成。当U型电磁铁的励磁线圈通过多周期的低频交变信号，其产生的交变磁场可以同时对轴颈区域和过渡圆角区域进行磁化。
[0007]2)在仅有低频磁化过程中，检测元件中的霍尔元件测量到表面切向磁场信号，检测线圈中的感应线圈拾取到巴克豪森噪声信号，将输出的电压信号进行滤波放大等调理方法进行信号处理；在低频磁化的同时检测线圈中的励磁线圈施加高频交变信号，此时感应线圈检测到增量磁导率信号；只对检测线圈中的激励线圈通入多主频的交变信号时，检测线圈输出的信号是多频涡流信号。
[0008]本专利技术可以获得如下有益效果：微磁检测传感器通过电磁铁磁芯端面加工为内切面的形式实现与轴颈表面的接触，同时实现轴颈和过渡圆角区域的磁化，并通过两套检测
元件实现对曲轴轴颈和过渡圆角区域的微磁检测。
附图说明
[0009]图1：传感器在曲轴处检测的整体示意图；
[0010]图2：曲轴微磁传感器装置整体零件示意图；
[0011]图3：曲轴微磁传感器检测装置零件示意图。
[0012]附图标记如下：1
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传感器上侧外壳 2
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传感器下侧外壳 3
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沉头螺丝 4
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沉头螺丝 5
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激励线圈紧固夹具 6
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激励线圈紧固夹具 7
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电路板 8
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电路板 9
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激励线圈10
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挡板11
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U型磁轭 12
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弹簧 13
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弹簧 14
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弹簧 15
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弹簧 16
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霍尔元件 17
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圆角处检测线圈 18
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圆角处检测元件固定装置 19
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轴颈处检测元件固定装置 20
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霍尔元件 21
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轴颈处检测线圈 22
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曲轴试件22_1
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曲轴曲柄22_2
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曲轴轴颈22_3
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曲轴过渡圆角。
具体实施方式
[0013]以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
[0014]如图1所示为传感器在曲轴处检测的整体示意图；如图2所示曲轴微磁传感器装置整体零件示意图；如图3所示曲轴微磁传感器检测装置零件示意图；依据以上
技术实现思路
，一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器可提供以下实施方法。
[0015]在传感器靠近过渡圆角放置后，电磁铁对轴颈和过渡圆角同时磁化，两套检测元件可实现四种微磁信号的同步检测，提高曲轴周向扫查的效率，同时可以对轴颈和过渡圆角区域检测到的数据进行融合对比。
[0016]下面结合附图和以下实施方式对于本专利技术做进一步的说明，且下面提供的具体实施实例只是描述性，不是限定性，不能以此来限定本专利技术的保护范围。
[0017]图1为微磁检测传感器在曲轴处检测的整体示意图，上位机可调节激励线圈的幅值和频率，通过控制模块调节信号函数发生器，对电磁铁磁芯上绕制的激励线圈通入低频交变的电流信号，内部产生交变的磁场沿电磁铁与曲轴形成环向的磁回路，通过检测线圈和霍尔元件接收到曲轴轴颈和过渡圆角处的磁信号，检测线圈通过仪器的分时激励方法接收到磁巴克豪森噪声信号、增量磁导率信号和涡流信号，霍尔元件接收到表面切向磁场信号，并通过信号调理和接收模块在上位机上实时对信号显示。
[0018]图2为曲轴检测的微磁传感器各组件示意图。传感器是用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测，电磁铁磁芯端面加工为内切角，采用两套检测元件实现多种微磁信号的检测。
[0019]图3为曲轴轴颈和过渡圆角区域检测的微磁传感器检测元件及夹具的示意图。当检测的部位是曲轴轴颈时，检测元件夹具19端面设置为平面，可以适用于轴颈一定尺寸范围内的曲轴检测。磁敏元件嵌入里边并通过弹簧装置(14和15)与检测表面紧密接触，保障传感器在每次扫查实验中的与待测件表面良好的贴合；当检测的部位是曲轴过渡圆角时，检测元件夹具18与过渡圆角检测位置点的切面呈垂直关系，夹具端面的曲面与圆角处贴合，同时检测元件另外一端通过弹簧(12和13)与挡板10上卡槽装配，保证传感器检测过程中检测元件与曲轴过渡圆角保持恒定姿态检测磁信号，从而实现曲轴过渡圆角的检测。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器，其特征在于，U型电磁铁的磁芯端部加工成内切平面，内切平面和轴颈表面接触形成磁回路，在U型电磁铁内部，沿垂直磁场方向的平面内配置两组检测元件，，两组检测元件的中心轴线呈一定夹角，中心轴线和轴颈径向平行的检测元件拾取轴颈表面的微磁信号，中心轴线和轴颈径向相交的检测元件拾取过渡圆角区域表面的微磁信号。2.根据权利要求1所述的用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器，其特征在于，所述检测元件均由霍尔元件和检测线圈构成。3.根据权利要求2所述的用于曲轴轴颈和过渡圆角同步检测的微磁传感器，其特征在于，该微磁传感器具体步骤如下：a.当U型电磁铁整体...

【专利技术属性】
技术研发人员：何存富，王晶，刘秀成，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：