【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁磁性材料的弱磁能积径向布局的电磁无损探伤，具体而言，涉及一种铁磁性材料弱磁能积径向布设方法。
技术介绍
1、电磁检测法是目前常用的铁磁性材料检测方法，其中应用较为广泛的是漏磁检测法，即通过测量铁磁性材料的表面漏磁场来判断断裂性损伤状态。铁磁性材料缺陷处表面磁场的变化取决于外加磁场强度大小，当外加磁场强度达到饱和或过饱和值时，理论上可以根据铁磁性材料表面漏磁场强度的变化，判断损伤程度的大小。但是，长期的国内外应用实践表明，以漏磁原理为代表的强磁检测方法，很难实现对铁磁性材料的量化检测。
2、传统的强磁检测方法，励磁技术均采用轴向双环多回路的励磁(如图1所示)方式，近年来也有径向多环多回路励磁方式(如图2所示)的研究出现，其中轴向励磁方式存在励磁效率低、能耗高，励磁装置结构笨重，体积大，检测结果不稳定，受铁磁性材料运行速度影响较大，加速和减速均影响检测结果等问题；而径向多环多回路励磁方式尚处于研究阶段，虽然理论上较轴向励磁有所改善，但由于多环的布局方式限制，依然存在设备体积大、结构笨重和成本较高、重复励磁消磁等问题。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，以解决上述长期存在的技术难题。
2、应当理解，以下内容仅说明了本专利技术的主要特征，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些主要特征获得其他相关组合，因此本说明书不应被看作是对权利保护范围的限定。p>
3、本申请可这样实现：
4、第一方面，本申请提供永磁体励磁构件组成的弱磁能积径向布设磁力装置，该弱磁能积径向布设磁力装置至少包括1块永磁体励磁构件，若弱磁能积径向布设磁力装置由多个(至少2个)永磁体励磁构件组成，则所有永磁体励磁构件共同组成一个可在待测铁磁性材料上相对运动的径向弱磁能积形成的磁力装置。弱磁能积径向布设磁力装置覆盖的励磁区域用于对待测铁磁性材料提供空域复合径向磁场。
5、在可选的实施方式中，弱磁能积径向布设磁力装置整体设置形式包括由单环、单组或单侧单组径向永磁体励磁构件组成；永磁体励磁构件的结构形式包括单侧单组布设形式、双边单组对称布设形式、u形单环单组布设形式或环伺单环单组布设形式；永磁体励磁构件的材料包括条状体、块状体、扇形体、半圆体、椭圆体、u形体或圆形体中的至少一种。
6、在可选的实施方式中，所述永磁体励磁构件由条状体、块状体、扇形体、半圆体、椭圆体、u形体或圆形体中的至少一种可将待测铁磁性材料整体包围或部分包围的磁体组成。
7、在可选的实施方式中，弱磁能积径向布设磁力装置内部磁体呈单边、单环、对称布局形式。
8、在可选的实施方式中，弱磁能积径向布设磁力装置在具体物理形态上所表现出的磁极方向分别为：
9、“s极→n极→待测铁磁性材料←n极←s极”；
10、或“n极→s极→待测铁磁性材料←s极←n极”；
11、或“s极→n极→待测铁磁性材料→s极→n极”；
12、或“n极→s极→待测铁磁性材料→n极→s极”；
13、或“n极→s极→待测铁磁性材料”；或“s极→n极→待测铁磁性材料”。
14、第二方面，本申请提供一种铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，包括以下步骤：采用前述实施方式任一项的弱磁能积径向布设磁力装置，将待测铁磁性材料与弱磁能积径向布设磁力装置相对运动；清除待测铁磁性材料在制造、运输、安装、使用过程中随机形成的内外部杂散磁场或干扰磁场；将待测铁磁性材料从磁中性状态转化至弱磁能积状态；在待测铁磁性材料中构建一个人为、稳定、持久的记忆磁场；为铁磁性材料弱磁无损探伤，提供一个稳定必要的前提条件，没有这个前置条件，就没有超越现有技术的显著优势。
15、在可选的实施方式中，将铁磁性材料与磁力装置发生相对运动的方式包括：保持弱磁能积径向布设磁力装置不动，使待测铁磁性材料穿过弱磁能积径向布设磁力装置的励磁区域；或保持待测铁磁性材料不动，移动弱磁能积径向布设磁力装置以使待测铁磁性材料穿过弱磁能积径向布设磁力装置的励磁区域。
16、在可选的实施方式中，铁磁性材料弱磁能积径向布设方法包括：
17、s1：将待测铁磁性材料相对穿过弱磁能积径向布设磁力装置所提供的量化磁场，在弱磁能积径向布设磁力装置所提供的磁场径向施加于待测铁磁性材料的条件下，使得待测铁磁性材料的各体积元依次完成径向定量梳理的过程；
18、s2：将铁磁性材料渐次退出磁力装置，使铁磁性材料各体积元依次进入反磁化过程；
19、s3：对进入反磁化过程的待测铁磁性材料进行磁老化时效性控制，使得待测铁磁性材料完成从磁中性态到弱磁能积态的转变，并取得等势稳态弱磁能积分布特征。
20、等势稳态弱磁能积分布包括以下特征中的至少一种：
21、特征1：待测铁磁性材料无缺陷部位表面磁场强度<1mt；
22、特征2：待测铁磁性材料有缺陷部位表面磁场强度根据缺陷程度不同≥1mt；
23、特征3：待测铁磁性材料缺陷内部磁场强度根据缺陷严重程度、位置深浅程度不同＞1mt。
24、在可选的实施对象中，待测铁磁性材料包括钢丝绳、连续油管、输油输气管线、压力管线、铁路导轨、钢板和细长铁磁性材料中的至少一种。
25、本申请的有益效果包括：
26、本申请提供了一种全新的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，该方法所述的磁力装置结构紧凑、体积小、重量轻、能耗低、无强磁污染，可为复杂工况环境下实现高效率、高精度、低误判率的弱磁无损探伤技术提供必要的前提条件。并且，通过运用磁力装置的径向励磁性能，为实现铁磁性材料的定量磁加载，提供了全新的实践依据。该方法可促进铁磁性材料的稳态磁能积过程快速完成，为实现铁磁性材料在线、实时、自动检测创造了一个全新的技术手段。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，利用永磁体励磁构件组成弱磁能积径向布设磁力装置；将待测铁磁性材料与所述弱磁能积径向布设磁力装置相对运动；清除所述待测铁磁性材料在制造、运输、安装、使用过程中随机形成的杂散磁场或干扰磁场；将所述待测铁磁性材料从磁中性状态转化至弱磁能积状态；在所述待测铁磁性材料中构建一个人为的、稳定的、持久的记忆磁场，以为铁磁性材料弱磁无损探伤，创造一个必要的前提条件。
2.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，所述永磁体励磁构件组成的弱磁能积径向布设磁力装置至少包括1块永磁体励磁构件，若所述永磁体励磁构件为至少2个，则所有的所述永磁体励磁构件共同组成一个可在待测铁磁性材料上相对运动的所述弱磁能积径向布设磁力装置。
3.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，铁磁性材料与径向布设磁力装置相对运动的方式包括：所述弱磁能积径向布设磁力装置处于静止状态时，所述待测铁磁性材料穿过所述弱磁能积径向布设磁力装置做相对运动；或所述待测铁磁性材料处于静止状态时，则移动所述弱磁能积径向布设磁力
4.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，清除所述待测铁磁性材料在制造、运输、安装、使用过程中随机形成的杂散磁场或干扰磁场包括：所述待测铁磁性材料穿过所述弱磁能积径向布设磁力装置所提供的磁场时，所述弱磁能积径向布设磁力装置所提供的磁场方向处于径向励磁状态，所述待测铁磁性材料各体积元依次通过所述弱磁能积径向布设磁力装置后，完成待测铁磁性材料的不可逆磁化；所述不可逆磁化所需的所述弱磁能积径向布设磁力装置的磁场强度通过根据铁磁性材料直径不同，在急剧磁化至饱和磁化阶段之间进行选择。
5.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，将所述待测铁磁性材料从磁中性状态转化至弱磁能积状态包括：将所述待测铁磁性材料渐次退出所述弱磁能积径向布设磁力装置后，所述待测铁磁性材料各体积元依次进入反磁化过程；对进入反磁化过程的所述待测铁磁性材料进行磁老化期时效性控制，实现所述待测铁磁性材料从磁中性态到弱磁能积态的转变，同时实现等势弱磁能积分布特征；
6.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，在待测铁磁性材料中构建一个人为的、稳定的、持久的记忆磁场包括：所述待测铁磁性材料在人为设定的所述弱磁能积径向布设磁力装置进行径向量化励磁后，完成所述待测铁磁性材料从磁中性状态向弱磁能积状态的转化；在没有外界干扰的条件下，所述待测铁磁性材料处于持久稳定的等势弱磁能积状态，所述待测铁磁性材料损伤或缺陷部位在所述待测铁磁性材弱磁能积状态下形成磁能势差异信息或记忆磁场，其中，磁能势差异信息越突出，记忆磁场反馈的磁记忆信息越突出，铁磁性材料的损伤情况越严重。
7.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，为铁磁性材料弱磁无损探伤，创造一个必要的前提条件，以及在待测铁磁性材料中构建一个记忆磁场是铁磁性材料弱磁无损探伤技术的必要前置条件和基础条件。
8.根据权利要求2所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，所述弱磁能积径向布设磁力装置由单环、单组或单侧单组径向永磁体励磁构件组成；所述永磁体励磁构件的结构形式包括单侧单组布设形式、双边单组对称布设形式、U形单环单组布设形式或环伺单环单组布设形式；所述永磁体励磁构件的材料包括条状体、块状体、扇形体、半圆体、椭圆体、U形体或圆形体中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，所述弱磁能积径向布设磁力装置在空气中且未加入所述待测铁磁性材料的条件下的中心磁场强度在20mT至2T之间。
10.根据权利要求2所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，所述弱磁能积径向布设磁力装置的磁极方向，与轴向穿过所述弱磁能积径向布设磁力装置的所述待测铁磁性材料保持垂直。
11.根据权利要求2所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，所述永磁体励磁构件所组成的所述弱磁能积径向布设磁力装置，在具体物理形态上所表现出的磁极方向分别为：
12.根据权利要求1-11任一项所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，所述待测铁磁性材料包括钢丝绳、连续油管、输油输气管线、压力管线、铁路导轨和钢板、细长铁磁性材料中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，利用永磁体励磁构件组成弱磁能积径向布设磁力装置；将待测铁磁性材料与所述弱磁能积径向布设磁力装置相对运动；清除所述待测铁磁性材料在制造、运输、安装、使用过程中随机形成的杂散磁场或干扰磁场；将所述待测铁磁性材料从磁中性状态转化至弱磁能积状态；在所述待测铁磁性材料中构建一个人为的、稳定的、持久的记忆磁场，以为铁磁性材料弱磁无损探伤，创造一个必要的前提条件。
2.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，所述永磁体励磁构件组成的弱磁能积径向布设磁力装置至少包括1块永磁体励磁构件，若所述永磁体励磁构件为至少2个，则所有的所述永磁体励磁构件共同组成一个可在待测铁磁性材料上相对运动的所述弱磁能积径向布设磁力装置。
3.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，铁磁性材料与径向布设磁力装置相对运动的方式包括：所述弱磁能积径向布设磁力装置处于静止状态时，所述待测铁磁性材料穿过所述弱磁能积径向布设磁力装置做相对运动；或所述待测铁磁性材料处于静止状态时，则移动所述弱磁能积径向布设磁力装置穿过所述待测铁磁性材料做相对运动。
4.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，清除所述待测铁磁性材料在制造、运输、安装、使用过程中随机形成的杂散磁场或干扰磁场包括：所述待测铁磁性材料穿过所述弱磁能积径向布设磁力装置所提供的磁场时，所述弱磁能积径向布设磁力装置所提供的磁场方向处于径向励磁状态，所述待测铁磁性材料各体积元依次通过所述弱磁能积径向布设磁力装置后，完成待测铁磁性材料的不可逆磁化；所述不可逆磁化所需的所述弱磁能积径向布设磁力装置的磁场强度通过根据铁磁性材料直径不同，在急剧磁化至饱和磁化阶段之间进行选择。
5.根据权利要求1所述的铁磁性材料弱磁能积径向布设方法，其特征在于，将所述待测铁磁性材料从磁中性状态转化至弱磁能积状态包括：将所述待测铁磁性材料渐次退出所述弱磁能积径向布设磁力装置后，所述待测铁磁性材料各体积元依次进入反磁化过程；对进入反磁化过程的所述待测铁磁性材料进行磁老化期时效性控制，实现所述待测铁磁性材料从磁中性态到弱磁能积态的转变，同时实现...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦柏林，常译云，窦晨琛，杨彬，芦进，刘峰，
申请(专利权)人：洛阳威尔若普检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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