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產(chǎn)品應(yīng)用

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巴克豪森噪聲技術(shù)

發(fā)布時(shí)間：2022-07-13 04:33:43瀏覽：10176次

詳細(xì)介紹

磁彈技術(shù)的介紹

磁彈技術(shù)是在1919年發(fā)現(xiàn)的一種物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。

鐵磁性材料是由許多小的像條型磁鐵狀的磁性區(qū)域組成的，這種磁性區(qū)域叫做磁疇；每個(gè)區(qū)域內(nèi)部包含大量原子，這些原子的磁矩都像一個(gè)個(gè)小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同。各個(gè)磁疇之間的交界面稱(chēng)為磁疇壁。磁場(chǎng)會(huì)引起磁疇壁來(lái)回的移動(dòng)，當(dāng)磁疇的一側(cè)磁疇壁收縮而另一側(cè)的磁疇壁增長(zhǎng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致磁疇有序的移動(dòng)。磁疇的變化會(huì)使磁化總量發(fā)生改變。

用電磁線(xiàn)圈靠近樣品，磁疇壁移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磁變化量會(huì)使線(xiàn)圈中產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流。1919年巴克豪森教授首先發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。他證明了這種磁化進(jìn)程，并用磁滯曲線(xiàn)的形式描繪了出來(lái)。事實(shí)上這個(gè)曲線(xiàn)并不是連續(xù)的，是由外磁場(chǎng)導(dǎo)致磁疇移動(dòng)而產(chǎn)生的許多小的、突然的步驟組合而成。當(dāng)由磁疇運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電流脈沖疊加到一起時(shí)，一種像噪聲一樣的信號(hào)就產(chǎn)生了，這就是巴克豪森信號(hào)。

大多數(shù)材料中巴克豪森信號(hào)的功率譜從磁化頻率開(kāi)始可達(dá)到250kHz。在材料內(nèi)部傳遞時(shí)巴克豪森信號(hào)的衰減是指數(shù)級(jí)的，主要取決于由磁疇壁移動(dòng)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)所生成的渦電流的衰減程度。衰減范圍決定了可獲取信息的位置深度（測(cè)量深度）。影響深度的主要因素有：

− 噪聲信號(hào)可分析的頻率范圍

− 被測(cè)材料的可導(dǎo)性和滲透性

實(shí)際應(yīng)用中測(cè)量深度一般在0.01到1.5毫米之間。

兩種重要的材料特性會(huì)極大的影響巴克豪森信號(hào)的強(qiáng)度。

材料中彈性應(yīng)力的存在和分布會(huì)影響磁疇范圍的選擇和自磁化方向的設(shè)定。這種彈性特性和磁疇結(jié)構(gòu)以及材料的磁化特性之間相互作用的現(xiàn)象叫做“磁彈性”。具有完全磁各向異性的材料（鐵、大多數(shù)的鋼、鈷）中，壓應(yīng)力會(huì)減弱巴克豪森信號(hào)的強(qiáng)度而張應(yīng)力則會(huì)增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。利用這個(gè)原理，可以用測(cè)量巴克豪森信號(hào)總量的方法來(lái)測(cè)量殘余應(yīng)力，也可以確定主應(yīng)力的分布方向。

另外一個(gè)影響巴克豪森信號(hào)的材料特性是金屬材料的織構(gòu)。從某種意義上講也可以用硬度來(lái)描述這種影響：在微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)中增強(qiáng)的硬度減弱了巴克豪森信號(hào)的強(qiáng)度。從這方面來(lái)講，巴克豪森信號(hào)也能提供材料織構(gòu)狀況的信息。

許多常見(jiàn)的表面缺陷如磨削燒傷、硬表面上的軟點(diǎn)和軟邊緣、除碳區(qū)等含有微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力變化的情況都是很容易用磁彈法檢測(cè)出來(lái)的。若干動(dòng)態(tài)的進(jìn)程,像蠕變和疲勞，也可以用磁彈法來(lái)進(jìn)行應(yīng)力和微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)變化的檢測(cè)。

利用巴克豪森信號(hào)的磁彈法在實(shí)際應(yīng)用中可以分為三類(lèi)：

1、評(píng)估殘余應(yīng)力，提供微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)變化的情況并進(jìn)行相應(yīng)控制。

2、評(píng)估微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)變化情況，提供應(yīng)力等級(jí)并進(jìn)行相應(yīng)控制。

3、檢測(cè)含有應(yīng)力、微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)變化的缺陷。

通過(guò)恰當(dāng)?shù)念A(yù)先校準(zhǔn)程序，Rollscan 可以用來(lái)測(cè)量應(yīng)力特性和與應(yīng)力有關(guān)的表面缺陷如磨削燒傷。但是這要求材料表面被測(cè)區(qū)域的其它特性比較均勻，因?yàn)榘涂撕郎盘?hào)也受材料微組織結(jié)構(gòu)中多種特性的影響。Rollscan可以用來(lái)找出軟點(diǎn)、不同的熱處理缺陷、脫碳等。

Rollscan 使用了一種特殊的磁化和探測(cè)電路來(lái)產(chǎn)生巴克豪森噪聲信號(hào)，它的電路將被測(cè)區(qū)的磁彈特性用信號(hào)的方式量化，這個(gè)量值是與應(yīng)力成比例的。Rollscan 可以實(shí)時(shí)的在多個(gè)通道探測(cè)和顯示磁彈特性。它的專(zhuān)利技術(shù)探頭可以靜態(tài)的逐點(diǎn)測(cè)量，也可以動(dòng)態(tài)的連續(xù)測(cè)量，這取決于用戶(hù)的需求。

多種型號(hào)的Rollscan 都可以使用充電電池這一可選件，從而在沒(méi)有直流電源的空曠場(chǎng)合能便利的開(kāi)展工作。

Rollscan 有標(biāo)準(zhǔn)的頻率分析范圍：70–200 kHz而磁化頻率范圍在1–500 Hz之間，這就可以進(jìn)行在0.02 mm.深度內(nèi)的近似測(cè)量。實(shí)際的測(cè)量深度取決于不同材料各自的滲透性和傳導(dǎo)性。