[发明专利]一种基于霍尔传感器阵列的电磁探伤方法及系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种无损检测系统，具体地说涉及一种基于霍尔传感器阵列的电磁探伤方法及系统。

背景技术

磁粉探伤作为一种成熟的无损检测手段，在国内外各个领域都得到广泛应用，磁粉探伤的基本原理是：利用铁磁性材料的导磁率远大于非铁磁材料的导磁率，根据工件被磁化后的磁通密度β=μH来分析，在工件的单位面积上穿过B根磁力线，而在缺陷区域的单位面积上不能容许B根磁力线通过，就迫使一部分磁力线挤到缺陷下面的材料里，其它磁力线不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁，磁粉将被这样所引起的漏磁所吸引，进而实现磁粉探伤。

从固定式、移动式到便携式,从自动、全自动到专用设备,从单向磁化到多向磁化,设备己系列化和商品化。国外先进的大型探测装置虽然探测效果好,但价格昂贵,很多时候并不适合在国内的推广。而国内在磁粉检测技术产业方向相对落后，市场上的电磁探伤仪往往只能对缺陷深度不大,方向单一的工件进行检测,对一些大面积,缺陷深度和方向未知的工件检测效果不明显。

交叉磁化法的原理是在磁粉检测中只有缺陷的取向与磁力线方向垂直或者存在较大的夹角时，才能有利地形成漏磁场，进而有效地吸附磁粉形成磁痕。交叉磁化法一次可以同时检查不同取向的缺陷，保障检测的可靠性并大大提高检测效率。国内外工业探伤使用的便携式交叉磁轭或者说是旋转磁场磁粉探伤机正式基于这种原理。 交叉磁轭或者说是旋转磁场由两组线圈构成，因而需要供给两组电源，供给信号一般采用36V/10A , 工作频率固定50HZ的交流信号。当多个磁场同时对工件进行多方向磁化时，对工件作用的磁场应是各磁场的矢量和，即合成磁场为各个磁场矢量的叠加。 

在实际的探伤工作中，尤其是现场进行的磁粉检测，很多的场合，例如：野外、高空、容器内部、压力管道在线检测，～220V的交流电无法送达或出于安全考虑不允许进入。并且由于采用的是～220V的交流供电，检测的部位往往是分布广泛，每个部位检测都需要把～220V的交流电源配送到位，否则无法检测。磁粉检测速度很快，但是，电源的配送需要很长时间，有些位置，如高空、容器内部，电源的配送还很困难，离开～220V的交流电源，寸步难行，这样大大减低了工作效率。从事现场检测的人员一般深有体会，磁粉探伤检测的时间往往远低于电源的配送时间。并且采用~220V交流供电，也相对较为危险。

另一方面，目前磁粉检测是以磁粉作为显示介质对缺陷进行观察。根据磁化时施加的磁粉介质的种类，该检测方法被分为湿法和干法。磁粉悬浮在油、水或其他液体介质中使用称为湿法检测。它是在检测过程中，将磁悬液均匀分布在工件表面上，利用载液的流动和漏磁场对磁粉的吸引显示出缺陷的形状和大小。干法又称干粉法在一些特殊场合下不能采用湿法进行检测时而采用特制的干磁粉按程序直接施加在磁化的工件上，工件的缺陷处即显示出磁痕，干法检测多用于大型铸锻件毛坯及大型结构件。这两种方法对检测件的表面光滑度要求较高，对实施检测人员的技术和经验要求较高，并且检测范围小，速度慢。而无论是干法还是湿法用于检测的磁粉会由于自身剩磁的因素而被吸附在已被检测工件的表面不容易被清除,可能影响工件的使用，对于要多次探测的工件表面形成遗留的微磁痕也会影响磁粉探伤的性能。另一方面这种探伤方式每次使用都会消耗一定量的磁粉和载液，这造成了巨大的浪费，而残留的磁粉和载液又会造成污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于霍尔传感器阵列的电磁探伤方法及系统，使系统在克服磁粉探伤磁粉残留和磁粉、载液浪费的同时，还具有安全性、检测灵敏度、检测范围等方面的优点。

       为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于霍尔传感器阵列的电磁探伤方法，包括以下步骤：

S01：全桥逆变器将输入的直流电逆变为频率可控的交流电，并在每个单位充磁周期内提供给交叉磁轭不少于两个不同频率的交流电流；

S02：交叉磁轭在单位充磁周期内输出两组电流，产生不同方向的磁场；

S03：霍尔传感器阵列检测交叉磁轭在被测工件表面磁场的磁场强度；

S04：数据采集模块采集霍尔传感器阵列检测到的磁场强度，并进行A/D转换；

S05：数据处理模块分析来自数据采集模块的数据判断是否存在漏磁情况，并计算出缺陷形态；

S06：数据显示模块显示来自数据处理模块的分析结果。