專利名稱：一種利用金屬磁記憶檢測判別鐵磁材料應(yīng)力集中的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬無損檢測領(lǐng)域，具體涉及一種利用金屬磁記憶檢測判別鐵磁材料
應(yīng)力集中的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)中，大量的鐵磁性金屬構(gòu)件，特別是鍋爐壓力容器、管道、橋梁、鐵路、 汽輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子和重要焊接部件等，在使用過程中會(huì)不同程度承受疲勞載荷，從而引發(fā)疲 勞裂紋，出現(xiàn)頻率損傷失效。由于疲勞裂紋大多萌生于表面或近表面的微觀缺陷所帶來的 應(yīng)力集中區(qū)域，故有效地實(shí)施構(gòu)件表面及近表面的應(yīng)力檢測，對(duì)鐵磁性材料構(gòu)件的安全使 用具有非常重要的意義。目前常用是無損檢測方法都以裂紋、氣孔及夾雜等缺陷為搜索目 標(biāo)。它們對(duì)于金屬構(gòu)件的早期損傷，難以實(shí)施有效地評(píng)價(jià)。金屬磁記憶檢測方法是一種新 的無損檢測方法，它立足于評(píng)價(jià)金屬微觀缺陷處的應(yīng)力集中程度，而應(yīng)力集中往往在缺陷 產(chǎn)生之前出現(xiàn)，所以這種檢測方法的突出優(yōu)點(diǎn)是具有預(yù)報(bào)作用。 但是目前金屬磁記憶檢測信號(hào)存在噪聲，必須對(duì)其信號(hào)進(jìn)行處理，而且靠單一的 法向磁場強(qiáng)度有無過零點(diǎn)來判別是否是應(yīng)力集中區(qū)域，容易造成漏診或誤診。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用金屬磁記憶檢測判別鐵磁材料應(yīng)力
集中的方法，該方法能有效判別鐵磁材料應(yīng)力集中情況。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 利用現(xiàn)在廣泛采用的金屬磁記憶檢測裝置_應(yīng)力集中磁檢測儀先對(duì)被測鐵磁材 料或進(jìn)行金屬磁記憶檢測，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行后續(xù)處理，所使用的應(yīng)力集中磁檢測儀至少 包括兩個(gè)掃描通道。具體步驟是 步驟一，預(yù)檢準(zhǔn)備，清除被檢鐵磁材料周圍的鐵磁構(gòu)件，按應(yīng)力集中磁檢測儀的相 關(guān)技術(shù)文檔，對(duì)磁測儀器進(jìn)行標(biāo)定； 步驟二，同時(shí)開啟應(yīng)力集中磁檢測儀的至少兩個(gè)掃描通道，在被檢鐵磁材料表面 沿著某一長度方向測量其法向磁場強(qiáng)度Hy(x)和切向磁場磁場強(qiáng)度Hjx)，其中x為長度方 向坐標(biāo)值； 步驟三，將采集到得兩通道或兩通道以上的法向磁場磁場強(qiáng)度Hy(X)進(jìn)行算術(shù)平 均，得到tfy(x)，將采集到得兩通道或兩通道以上的切向磁場磁場強(qiáng)度Hx(x)進(jìn)行算術(shù)平 均，得到H^(x); 步驟四，將tfy(x)和tfx(x)進(jìn)行平滑數(shù)據(jù)濾波，實(shí)現(xiàn)形式為tfy(x)= Median [H2y (x) ， H2y (x_l) ， H2y (x_2) ] ， H2X (x) = Median [H2X (x) ， H2X (x_l) ， H2X (x_2) ] ， Median 為中值函數(shù)； 步驟五，將H2y(x) 、H2x(x)進(jìn)行小波濾波，得到H3y(x) 、H3x(x)，其中小波濾波可以是 第一代濾波、第二代小波濾波或冗余二代小波濾波；
步驟六，根據(jù)小波濾波計(jì)算法后的數(shù)據(jù)計(jì)算法向磁場梯度、切向磁場梯度
和峰峰值，其中法向磁場梯度為
，切向磁場梯度為
,刺
血
對(duì)極值。
，峰峰值為
max [H3 (x) ] -min [H3 (x) ] | ，其中max [H3 (x) ] 、 min [H3 (x)]為相鄰-
步驟七，進(jìn)行應(yīng)力集中的判別，判別規(guī)則為 (1)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件法向磁場梯度有極大值、峰峰值大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域是應(yīng)力集中區(qū)域； (2)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件切向磁場磁場強(qiáng)度有極大值，峰峰值大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域是應(yīng)力集中區(qū)域； (3)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件法向磁場強(qiáng)度有過零點(diǎn)、法向磁場梯度無
極大值、峰峰值不大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域不是應(yīng)力集中區(qū)域。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、克服了現(xiàn)有磁記憶只靠法向磁場強(qiáng)度有無過零點(diǎn)來判別鐵磁材料有無應(yīng)力集中的缺陷，提出新的鐵磁材料應(yīng)力集中檢測方法。 2、對(duì)磁記憶信號(hào)進(jìn)行了處理，有效的排除了各種干擾，判別準(zhǔn)確率高。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合使用兩個(gè)掃描通道的應(yīng)力集中磁檢測儀對(duì)鐵磁材料應(yīng)力集中情況進(jìn)行檢測來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
具體步驟為 步驟一，預(yù)檢準(zhǔn)備，清除被檢鐵磁材料周圍的鐵磁構(gòu)件，按應(yīng)力集中磁檢測儀的相關(guān)技術(shù)文檔，對(duì)磁測儀器進(jìn)行標(biāo)定； 步驟二，按照應(yīng)力集中磁檢測儀的檢測方法，開啟應(yīng)力集中磁檢測儀的至少兩個(gè)掃描通道，在檢測對(duì)象_鐵磁材料表面沿著一長度方向測量其法向磁場強(qiáng)度Hy(X)和切向磁場磁場強(qiáng)度Hx(x)，其中x為長度方向坐標(biāo)值； 步驟三，將采集到得兩通道的法向磁場磁場強(qiáng)度Hy(x)進(jìn)行算術(shù)平均，//、 (X) = (義);(X)，其中Hyl (x)通道一法向磁場磁場強(qiáng)度，Hy2(x)通道二法向磁場磁場強(qiáng)度；將采集到得兩通道或兩通道以上的磁場磁場強(qiáng)度Hjx)進(jìn)行算術(shù)平均，^");圮2")，其中& (x)通道一法向磁場磁場強(qiáng)度，Hx2(x)通道二法向磁場磁
場強(qiáng)度； 步驟四，將tfy(x)和tfx(x)進(jìn)行平滑數(shù)據(jù)濾波，實(shí)現(xiàn)形式為H2y(X)=Median [H2y (x) ， H2y (x_l) ， H2y (x_2) ] ， H2X (x) = Median [H2X (x) ， H2X (x_l) ， H2X (x_2) ] ， Median為中值函數(shù)； 步驟五，將H2y(x) 、H2x(x)進(jìn)行小波濾波，得到H3y(x) 、H3x(x)，其中小波濾波可以是第一代濾波、第二代小波濾波或冗余二代小波濾波； 步驟六，根據(jù)小波濾波計(jì)算法后的數(shù)據(jù)計(jì)算法向磁場梯度、切向磁場梯度
4和峰峰值，其中法向磁場梯度為
跟
血
,切向磁場梯度為
'峰峰值為
max [H3 (x) ] -min [H3 (x) ] | ，其中max [H3 (x) ] 、 min [H3 (x)]為相鄰一對(duì)極值。
步驟七，進(jìn)行應(yīng)力集中的判別，判別規(guī)則為 (1)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件法向磁場梯度有極大值、峰峰值大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域是應(yīng)力集中區(qū)域； (2)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件切向磁場磁場強(qiáng)度有極大值，峰峰值大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域是應(yīng)力集中區(qū)域； (3)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件法向磁場強(qiáng)度有過零點(diǎn)、法向磁場梯度無極大值、峰峰值不大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域不是應(yīng)力集中區(qū)域。
權(quán)利要求
一種利用金屬磁記憶檢測判別鐵磁材料應(yīng)力集中的方法，采用至少包括兩個(gè)掃描通道的應(yīng)力集中磁檢測儀，其特征在于具體包括以下步驟步驟一，預(yù)檢準(zhǔn)備，清除被檢鐵磁材料周圍的鐵磁構(gòu)件，按應(yīng)力集中磁檢測儀的相關(guān)技術(shù)文檔，對(duì)磁測儀器進(jìn)行標(biāo)定；步驟二，同時(shí)開啟應(yīng)力集中磁檢測儀的至少兩個(gè)掃描通道，在被檢鐵磁材料表面沿著某一長度方向測量其法向磁場強(qiáng)度Hy(x)和切向磁場磁場強(qiáng)度Hx(x)，其中x為長度方向坐標(biāo)值；步驟三，將采集到得兩通道或兩通道以上的法向磁場磁場強(qiáng)度Hy(x)進(jìn)行算術(shù)平均，得到H1y(x)，將采集到得兩通道或兩通道以上的切向磁場磁場強(qiáng)度Hx(x)進(jìn)行算術(shù)平均，得到H1x(x)；步驟四，將H1y(x)和H1x(x)進(jìn)行平滑數(shù)據(jù)濾波，實(shí)現(xiàn)形式為H2y(x)＝Median[H2y(x)，H2y(x-1)，H2y(x-2)]，H2x(x)＝Median[H2x(x)，H2x(x-1)，H2x(x-2)]，Median為中值函數(shù)；步驟五，將H2y(x)、H2x(x)進(jìn)行小波濾波，得到H3y(x)、H3x(x)，其中小波濾波可以是第一代濾波、第二代小波濾波或冗余二代小波濾波；步驟六，根據(jù)小波濾波計(jì)算法后的數(shù)據(jù)計(jì)算法向磁場梯度、切向磁場梯度和峰峰值，其中法向磁場梯度為切向磁場梯度為峰峰值為|max[H3(x)]-min[H3(x)]|，其中max[H3(x)]、min[H3(x)]為相鄰一對(duì)極值；步驟七，進(jìn)行應(yīng)力集中的判別，判別規(guī)則為(1)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件法向磁場梯度有極大值、峰峰值大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域是應(yīng)力集中區(qū)域；(2)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件切向磁場磁場強(qiáng)度有極大值，峰峰值大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域是應(yīng)力集中區(qū)域；(3)若檢測區(qū)域內(nèi)同時(shí)滿足以下條件法向磁場強(qiáng)度有過零點(diǎn)、法向磁場梯度無極大值、峰峰值不大于設(shè)定閾值，則該區(qū)域不是應(yīng)力集中區(qū)域。F2009102436495C00011.tif,F2009102436495C00012.tif
全文摘要
一種利用金屬磁記憶檢測判別鐵磁材料應(yīng)力集中的方法，屬于金屬無損檢測領(lǐng)域。該方法采用至少包括兩個(gè)掃描通道的應(yīng)力集中磁檢測儀，具體包括以下步驟步驟一，預(yù)檢準(zhǔn)備；步驟二，應(yīng)用應(yīng)力集中磁檢測儀在被檢鐵磁材料表面沿著一長度方向測量其法向磁場強(qiáng)度Hy(x)和切向磁場磁場強(qiáng)度Hx(x)；步驟三，將采集到得兩通道或兩通道以上的法向磁場磁場強(qiáng)度Hy(x)和切向磁場磁場強(qiáng)度Hx(x)分別進(jìn)行算術(shù)平均；步驟四，將算術(shù)平均后的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑數(shù)據(jù)濾波；步驟五，將平滑數(shù)據(jù)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行小波濾波；步驟六，根據(jù)小波濾波計(jì)算法后的數(shù)據(jù)計(jì)算法向磁場梯度、切向磁場梯度和峰峰值。步驟七，進(jìn)行應(yīng)力集中的判別。
文檔編號(hào)G01N27/72GK101718747SQ200910243649
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者劉麗梅, 崔玲麗, 張?zhí)祛? 翟奮樓, 翟晨輝, 肖永剛, 胡邦喜, 蘇善斌, 錢玉華, 陳建華, 高立新 申請人:北京工業(yè)大學(xué)