專利名稱：采用恒定磁場對材料板定位的方法
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)行無損檢測，一般采取射線檢測的方法。檢測中檢測部位的定位是相當(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，其實用性很差，基于這一原因，造船工業(yè)和壓力容器的無損檢測人員仍在采用最為原始的敲擊法或外觀尺寸粗略對照法，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、實用、精度較高的材料板兩側(cè)對應(yīng)位置的確定方法，克服現(xiàn)行定位方式還不很實用的缺點，如長電纜線，大面積耦合、設(shè)備昂貴等。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式實現(xiàn)的，先簡單介紹一下其原理。
在恒定磁場中，無論媒質(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。恒定磁場進(jìn)入板中，其磁力線分布基本上相同于恒定磁場在真空中的磁力線分布。相對于所施加的恒定磁場的大小及位置，部分磁力線有可能透過非鐵磁性材料板，并可測出透過磁場的小大及分布情形。
對于鐵磁性材料板，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)，但相對于所施加的恒定磁場的大于及位置，少部分垂直入射磁力線，仍有可能透過鐵磁性材料板，并可測出其透過磁場的大小及分布情形，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)場強(qiáng)的恒定磁場;在材料的另一側(cè)，采用探測線圈、磁電轉(zhuǎn)換元件、差接線圈或羅盤，來檢測透過材料的磁場大小及磁性取向。應(yīng)用時，確定定位部位，采取恒定磁場與測試元件相對運動的方法，測出其透過磁場的存在、大小、磁向變化。根據(jù)透過磁場的幅值和磁向的快速變化及其規(guī)律，來確定對應(yīng)點位置。例如用羅盤測試時，若定位點已相對羅盤于同一水平面時，移動所施加的恒定磁場，當(dāng)磁場中心接近定位點時，磁極指針產(chǎn)生對應(yīng)偏轉(zhuǎn)，磁場中心對應(yīng)于定位點時，磁極指針將垂直于材料板面;磁場中心偏離定位點時，磁板針相應(yīng)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，即朝前移動，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定位方面，有定位快，操作方案，實用性好，且定位準(zhǔn)確率很高的特點，該發(fā)明可提高檢測速度，降低勞動強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。
具體優(yōu)點在于1、本技術(shù)方法中，采用恒定磁場施加與透過磁場測量兩個相互獨立系統(tǒng)，易于操作實施。
2、本發(fā)明不需要對檢測部位進(jìn)行耦合，采取直接或間接對材料板施加恒定磁場，非接觸式測量透過磁場的相應(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，適合船體及容器內(nèi)定位。
4、本發(fā)明可對鐵磁性材料板進(jìn)行定位，也可對非鐵磁性材料板進(jìn)行定位。
5、本發(fā)明采取材料兩側(cè)相對運動，獲得透過磁場的大小和磁性取向，并以測得透過磁場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用的船體、容器鋼板焊縫檢測定位的方法。同時，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損檢測方法。
權(quán)利要求
1.一種采用恒定磁場對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作為材料一側(cè)的施加場，利用恒定磁板磁場對板的透射，在材料板的另一面測量透過磁場的強(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。具體測試，采用磁針指向或探測線圈，磁電轉(zhuǎn)換元件以及差動線圈的相對運動，吸引或切割磁場來產(chǎn)生測量值的變化，如電流方向的變化來實現(xiàn)對應(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試系統(tǒng)獨立的圓柱型永久性磁鐵或電磁鐵的磁極恒定磁場作為板一測的施加場。
3.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于采取磁針、探測線圈、磁電轉(zhuǎn)換元件以及差動線圈相對運動，測量透過后板的恒定磁場的相應(yīng)值及變化規(guī)律。
4.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于采取測量透過磁場的強(qiáng)度大小以及磁場各點的磁力線變化情況，利用磁場對應(yīng)中心周圍兩側(cè)磁力線的反向來確定中心位置以及磁針動態(tài)指向確定位置。
全文摘要
采用恒定磁場對材料板定位的方法是用來確定大材料板兩側(cè)位置的定位方法，其特征在于通過永久性磁鐵或直流電磁鐵磁極建立恒定磁場作為板的施加場，采取測量透過材料板后的磁場強(qiáng)度大小及磁力線變化規(guī)律，來確定材料板兩側(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G01N27/82GK1083217SQ9310632
公開日1994年3月2日 申請日期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 申請人:熊勇勤