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工业控制

无损检测(弱磁检测)

发布日期:2015年01月29日    浏览次数:4973

主要产品: TMR2703、TMR2705、TMR2905、TMR2922 线性传感器

性能优势:(1)高灵敏度/超高灵敏度;(2)高信噪比;(3)低功耗,低磁滞;(4)温度性能稳定,高可靠性

 

钢丝绳无损探伤的弱磁检测

 钢丝绳是工程中应用极为广泛的挠性构件,它具有强度高、自重轻、弹性好、工作平稳可靠、承受动载和过载能力强以及在高速工作条件下运行和卷绕无噪声等许多特点,在煤炭、冶金、交通、运输、建筑、旅游等国民经济各主要行业和部门得到广泛应用。起重机、矿井提升机货运客运索道、电梯、斜拉桥、悬索桥、悬吊屋顶、船舶的固定缆绳、吊车等都是应用钢丝绳的实例。正像其他的工程构件一样,钢丝绳在使用过程中也会发生疲劳、锈蚀磨损甚至断裂等现象,这些都影响到钢丝绳的安全使用,因此,对钢丝绳的断丝及磨损进行科学的定量检测特别是在线监控,是广大钢丝绳用户的迫切愿望。

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多年来,人们一直在探索钢丝绳的损伤机理和检测钢丝绳缺陷的各种方法,而磁检测法一直是检测钢铁工件的首选方法,也是目前被公认为最可靠的钢丝绳检测方法。这一方法长期以来受到人们的重视,也是目前最为成熟的检测方法。钢丝绳绝大多数采用导磁性能良好的高碳钢制成,很适合于利用电磁检测法进行检测,同时磁检测法具有成本较低,易于实现等优点,所以目前实用的钢丝绳技术和仪器几乎都采用磁检测法。

现在国内的钢丝绳磁检测法大致分成强磁检测法和弱磁检测法。传统强磁检测的主要特点在于:传感器灵敏度低,要求贴近钢丝绳表面,检测通过能力弱;强磁磁化强度强,对被测物体的磁场束缚力较大,因此几乎不可能用于在线监测。而相比之下,弱磁检测的主要优势在于:①用于弱磁检测的TMR磁传感器灵敏度极高,检测时传感器与被测物体表面之间的间隙允许较大,最大可达30mm;②由于是弱磁检测,对被测物体的磁场束缚力小,可以实现时速为0~30 m·s-1下的检测,已可以满足一般起重机的提升速度,因此有希望实现在线监控。

 

工业管道漏磁无损检测

 管道是石化企业的关键设备,对保证炼化系统的安全运行具有十分重要的意义。其在长期的运行中受到温度、介质、应力及环境的影响,会造成腐蚀和材料恶化,如果不进行有效的监控或维修,将给企业造成很大的损失。更重要的是,管道泄漏和爆炸等将对环境造成极大的污染和危害。因此,必须对工业管道进行无损检测。目前,国内外对工业管道通常采用超声波、荧光磁粉、涡流和漏磁等方法检测。超声法测量壁厚精度较高,是一种接触式单点检测方法,检测效率低。荧光磁粉法灵敏度高,容易检测到微小裂纹,但检测结果受人为因素影响,且只能检测到表面和近表面裂纹。涡流法主要用于检测管道表层缺陷,如要检测管道内部缺陷,需从管道内部穿过,结构复杂。相对上述方法,漏磁检测法速度快、穿透力强、不受油水影响,对管道内部缺陷具有较高检测灵敏度,且成本低、操作简单,很适用于检测铁磁性工业管道。

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工业管道一般由导磁良好的铁磁性材料制成,其漏磁场法检测的基本原理是,采用合适的励磁回路将强磁场作用于管道并将其磁化饱和,当被检区域有裂纹或腐蚀坑等缺陷时,材料局部的磁导率降低(磁阻增加),通过该区域的磁场产生畸变,导致一部分磁场从材料中外泄出来,形成管道表面局部区域的漏磁场。缺陷形状和几何尺寸的不同使漏磁场相应产生变化。采用布置在励磁回路(或检测探头)之间并处于管道同一横截面的若干片霍尔元件组成的检测单元来检测漏磁场的变化,即可获得反映管道缺陷状况的信号。以往检测细长铁磁构件一般采用整体磁化实现沿构件轴向一次扫描整周检测的方法探伤。上述被检件由于规格少、直径变化不大,所以,只需针对一种规格的构件设计一种尺寸的探头。然而,在工业管道检测中,管道规格多,直径变化大,不可能采用探头与被测管道一一对应的设计方案,也不可能用整体。



参考文献:

[1]严超操. 带包覆层管道脉冲涡流检测技术参数优化研究[D]. 南昌航空大学, 2014.

*注:南昌航空大学使用多维科技的高灵敏度TMR线性传感器设计了无损检测探头

文献摘要:带包覆层管道在石油、化工和电力等行业具有广泛使用,而腐蚀等原因造成的管道壁厚变薄威胁着其运行的可靠性和安全性,常规的检测技术需要去除包覆层,效率低且成本高。脉冲涡流检测带包覆层管道具有无需拆卸包覆层、不需要停机、成本低、安全性能高及需要的人工少等优点。本论文研究应用脉冲涡流检测技术对带包覆层管道进行检测时,不同的检测参数变化对脉冲涡流检测的影响,从而优化检测参数及方法。…

关键词:脉冲涡流;包覆层管道;电流;频率;探头

 

[2]房坤, 任尚坤, 周瑞琪. 基于TMR传感器的ACFM检测系统的设计及试验研究[C]// 全国无损检测学术年会. 2013.

*注:作者使用多维科技的高灵敏度TMR线性传感器完成ACFM探头的设计。

文献摘要:设计了一套含有ACFM探头(一种基于隧道磁电阻TMR传感器的探头)和驱动电路以及前端放大滤波电路结合的ACFM检测系统,由于TMR传感器具有小型化、低成本、低功耗、高度集成、高响应频率和高灵敏度特性使得探头的灵敏度优于用其他传感器设计的探头。

出版源:全国无损检测学术年会, 2013

关键词ACFM;TMR;高灵敏度


[3]邹国辉, 朱克宁, 付跃文,等. 飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测传感器参数优化[J]. 失效分析与预防, 2015(1):11-14.

*注:作者使用多维科技的高灵敏度TMR线性传感器完成ACFM探头的设计飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测探头。

文献摘要:飞机多层结构铆钉周围埋藏裂纹检测是无损检测领域的一个难点和热点,脉冲涡流能够对这种裂纹进行有效的检测。针对这种缺陷检测,本研究采用了一种双激励线圈且用隧道磁电阻(TMR)为 接收的新型探头。双激励源反向联接,激励电流不至于过大,但磁场却能达到局部聚焦的作用。通过大量试验对该传感器参数进行优化选择,以提高传感器的检测灵 敏度。试验结果表明:当激励线圈绕制180匝、两激励线圈间距为2030mm、单个线圈水平夹角为60°90°、且TMR位于裂纹正上方时探头的检测灵敏度最大。该研究结果可为飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测探头设计提供参考。

出版源:《失效分析与预防》, 2015(1):11-14

关键词:脉冲涡流;多层结构;灵敏度;参数优化


[4]叶波, 李鸣, 陈飞,等. 一种基于TMR磁场传感器阵列的涡流检测探头:, CN204287112U[P]. 2015.

*注:作者使用多维科技的高灵敏度TMR线性传感器设计一种无损检测探头并申请实用新型专利。

文献摘要:本实用新型涉及一种基于TMR磁场传感器阵列的涡流检测探头,属于电磁检测装置领 域。本实用新型包括矩形双层印刷电路板、平面直角螺旋线圈Ⅰ、平面直角螺旋线圈Ⅱ、平面直角螺旋线圈Ⅲ、平面直角螺旋线圈Ⅳ、TMR磁场传感器组Ⅰ、 TMR磁场传感器组Ⅱ、TMR磁场传感器组Ⅲ、TMR磁场传感器组Ⅳ、一维线形传感器阵列、跳线Ⅰ、跳线Ⅱ、跳线Ⅲ。本实用新型解决了常规线圈式探头在检 测深层缺陷时灵敏度与空间分辨率无法兼得的问题;本实用新型通过使用逻辑开关电路实现不同的检测方式,可以达到多种检测目的;克服了常规线圈式探头对缺陷 方向的依赖性;大大提高了检测效率;克服了常规线圈式探头对缺陷方向的依赖性;探头样式简洁且方便组装。


[5]A novel TMR-based MFL sensor for steel wire rope inspection using the orthogonal test method

*注:作者使用多维科技的TMR2102(兼容型号:MMLP57F)线性传感器对钢丝绳无损探伤进行研究

Abstract:Magnetic flux leakage (MFL) sensors, with their compact configuration and high sensitivity to small defects, have attracted much attention in recent years for the non-destructive testing of ferromagnetic structures. Tunnel magneto-resistive (TMR) devices have superior performances in sensitivity and linear operation range over conventional magneto-resistive devices. In this paper, a commercial TMR device is employed for developing an electromagnet-based MFL sensor. The electromagnet magnetizer includes Helmholtz-like coils together with a custom-made magnetic shield. The orthogonal test method is applied to aid the structural parameter optimization to the magnetizer based on the finite element analysis results of magnetic field distribution. In this study a prototype of a TMR-based MFL sensor is developed, and its performances on detecting various types of defects are tested on a scanning apparatus. The experimental results show that the MFL signal induced by a blind hole with dimensions of 0.3 mm in both depth and diameter is detectable. In addition, two adjacent notches located more than 2.0 mm from each other can be clearly distinguished from the received MFL signal. The detectable angular detection range for a single TMR device is estimated as 52掳 in the tested linear shaft rod. The consistency between the simulated and received MFL signal induced by a row of notches inspires confidence in the proposed sensor design method, which in the future can be transplanted for TMR-based sensor array design. Finally, the TMR-based MFL sensor is used for detecting a flaw of a single broken wire with a diameter of 0.5 mm, and the induced MFL signal can be clearly recognized from the oscillation signal that is generated by the twisted rope surface. Therefore, the presented TMR-based MFL sensor has great potential for steel wire rope inspection with enhanced sensitivity to small defects, and it is capable of being integrated into production lines due to its compact configuration.

Keywords: tunnel magneto-resistance, magnetic flux leakage, orthogonal test method, linear

shaft rod, steel wire rope

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