基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法，尤其涉及一種導(dǎo)電材 料中的微顆?；虍愘|(zhì)缺陷的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在生產(chǎn)過(guò)程中，導(dǎo)電材料由于制備工藝或在使役過(guò)程產(chǎn)生的缺陷，如氧化物、氮化 物、硫化物等顆?；蛄鸭y缺陷、氣孔等缺陷，它們的存在往往會(huì)嚴(yán)重影響導(dǎo)電材料的使用安 全。例如，電纜線中的雜質(zhì)既嚴(yán)重降低了導(dǎo)體材料的機(jī)械強(qiáng)度，也會(huì)通過(guò)導(dǎo)電屬性的改變?cè)?大電阻，產(chǎn)生額外的焦耳熱，從而削弱導(dǎo)電性能和使用壽命。顯而易見(jiàn)，對(duì)微顆粒或缺陷進(jìn) 行有效的探測(cè)和監(jiān)測(cè)具有重要的生產(chǎn)意義。
[0003] 傳統(tǒng)的渦流檢測(cè)方法一般由激勵(lì)線圈和接收線圈組成。在激勵(lì)線圈中通入交流 電，根據(jù)安培定律在其周?chē)a(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，它可滲透到待測(cè)導(dǎo)體中，由于輸入電流的時(shí)諧特 性在導(dǎo)體中產(chǎn)生渦電流，進(jìn)一步地，渦電流在導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，當(dāng)導(dǎo)體中存在異質(zhì)缺 陷時(shí)，上述的渦電流及其周?chē)母袘?yīng)磁場(chǎng)都會(huì)發(fā)生變化，可由接收線圈的阻抗變化探知到 導(dǎo)體周?chē)袘?yīng)磁場(chǎng)的變化，進(jìn)而獲得缺陷的特征信息。渦流檢測(cè)方法中的線圈由于由導(dǎo)線 螺旋纏繞而成的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，線圈尺寸一般為數(shù)毫米，很難再進(jìn)一步減小尺寸，因而測(cè)量精度 受到限制；其次，由于通過(guò)接受線圈測(cè)量的量為阻抗，而空間變化的感應(yīng)磁場(chǎng)為矢量，因而 存在所謂的提離效應(yīng)，這是傳統(tǒng)的渦電流法存在的不足。本發(fā)明克服了上述不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷 探測(cè)方法，使小永磁體與待測(cè)導(dǎo)體之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知在導(dǎo) 體中將產(chǎn)生渦電流，由于微顆粒和導(dǎo)體之間電導(dǎo)率的差異，根據(jù)安培定律，渦電流在空間產(chǎn) 生的感應(yīng)磁場(chǎng)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，利用磁阻效應(yīng)直接探這種空間磁場(chǎng)的變化。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法， 所述方法包括：
[0006] 步驟1，將小永磁體置于待測(cè)導(dǎo)體附近，使磁場(chǎng)滲透到所述待測(cè)導(dǎo)體中；
[0007] 步驟2,使所述小磁體與待測(cè)導(dǎo)體之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；
[0008] 步驟3,測(cè)量由微顆?；蛉毕輹r(shí)引起的待測(cè)導(dǎo)體周?chē)母袘?yīng)磁場(chǎng)的變化；
[0009]步驟4，通過(guò)所述感應(yīng)磁場(chǎng)變化確定所述微顆粒或缺陷的特征。
[0010] 進(jìn)一步的，所述步驟1中所述小永磁體產(chǎn)生空間分布的靜磁場(chǎng)，并且滲透到待測(cè)導(dǎo) 體中；所述小永磁體的磁化方向垂直于待測(cè)導(dǎo)體表面，或所述小永磁體與待測(cè)導(dǎo)體之間不 接觸。
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟2具體為，固定所述小永磁體，使所述待測(cè)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng);或固定所 述待測(cè)導(dǎo)體，使所述小永磁體運(yùn)動(dòng)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述步驟2中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)具體為速度為常數(shù)的線性運(yùn)動(dòng)或角速度為常 數(shù)的圓周運(yùn)動(dòng)。
[0013] 進(jìn)一步的，所述步驟3中采用基于磁阻效應(yīng)的傳感器測(cè)量空間感應(yīng)磁場(chǎng)的變化。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟4中的磁場(chǎng)變化的脈沖數(shù)目為微顆?；虍愘|(zhì)缺陷的數(shù)目。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟4中的磁場(chǎng)變化的量越大，則微顆?；虍愘|(zhì)缺陷的尺寸越大。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟4中的磁場(chǎng)變化所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)與微顆?；虍愘|(zhì)缺陷相對(duì) 應(yīng)。
[0017] 進(jìn)一步的，所述步驟2、3中，改變所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度，獲得微顆?；虍愘|(zhì)缺陷在 導(dǎo)體中的深度信息。
[0018] 本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法，電磁學(xué)原理清晰；測(cè)量?jī)x機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單;測(cè)量準(zhǔn)確度高;測(cè)量效率高;并且不要求待測(cè)試樣導(dǎo)磁，因而適用范圍更為廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1A為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之一； [0020]圖1B為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之二； [0021]圖1C為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之三； [0022]圖1D為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之四； [0023]圖1E為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之五； [0024]圖1F為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之六； [0025]圖1G為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之七； [0026]圖1H為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量原理示意圖之八； [0027]圖2為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的流程圖；
[0028]圖3為本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的示意圖。
[0029]圖4A是使用本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量信號(hào)示意圖 之一；
[0030] 圖4B是使用本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理的導(dǎo)體中缺陷探測(cè)方法的測(cè)量信號(hào)示意圖 之二。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0032]本發(fā)明的基本原理如下：由小尺寸、可設(shè)計(jì)形狀的永磁體提供一個(gè)局部的靜磁場(chǎng) 否。，使小永磁體與待測(cè)導(dǎo)體試樣之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，
[0033]如圖1A所示，在導(dǎo)體中建立一個(gè)電磁敏感區(qū)，范圍約為小磁體尺寸的三倍，所有的 電磁參量變化主要集中在該敏感區(qū)內(nèi)。根據(jù)歐姆定律，在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流方向相反的一對(duì) 渦電流環(huán)如圖1B所示;根據(jù)安培定律，渦電流在其周?chē)a(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)如圖1C所示;空 間磁場(chǎng)可表示為矢量和的形式：1=? +客，如圖1D所示。
[0034]圖1E示出了當(dāng)微顆粒隨導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)進(jìn)入電磁敏感區(qū)時(shí)的情形；由于微顆?；虍愘|(zhì)缺 陷與待測(cè)導(dǎo)體之間電導(dǎo)率的差異，導(dǎo)體中的渦電流環(huán)/大小及分布將發(fā)生變化，如圖1F所 示;相應(yīng)地，渦電流在其周?chē)a(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)也將發(fā)生變化，如圖1G所示；區(qū)域的空間磁 場(chǎng)變化為哀' 4 + f，如圖1Η所示。
[0035] 顯見(jiàn)，空間磁場(chǎng)的變化量