MBN檢測原理

       鐵磁性材料在磁化過程中會發生磁疇轉動和磁疇壁位移的現象,有可逆和不可逆兩種模式,且取決于材料的各向異性特性和磁疇的轉動角度。這兩種變化會使材料內部產生非連續性的電磁脈沖,通過檢測線圈可以提取此過程中因磁感應強度變化所產生的電磁脈沖,即磁巴克豪森噪聲(MBN)信號,此現象最早由德國物理學家 BARKHAUSEN 于 1919 年發現 。 鐵磁性材料在磁化過程中,其內部磁疇轉動、 90°和 180°磁疇壁的運動是非連續的。 將磁化過程放大可以看到,材料的磁化強度M_隨外部磁場強度H的變化是階梯狀上升的。在交替變化的磁場中,磁疇會發生往復轉動,磁疇壁會進行反復運動,從而產生大量的MBN信號。 H 囹→ 鐵磁性材料磁化曲線。MBN 信號中包含著豐富的信息,這些信息與材料的微觀組織結構和內應力狀況密切相關,通過磁敏傳感器拾取 MBN信號,將磁信號轉換為相應的電信號,再通過對電信號進行濾波、放大、分析信號的時頻特性,可反映出材料微觀結構的變化、應力狀態、微損傷狀態,實現疲勞,應力集中等狀態的檢測和評估。

       MBN檢測裝置主要分為激勵模塊,信號探測模塊和信號處理模塊,如圖2所示,其中激勵模塊主要用于驅動線圈產生交變磁場,激發產生 MBN 信 號,該模塊包括信號發生器、功率放大器,激勵線圈和磁軛等。目前 MBN.信號的激勵大多采用U型磁軛法,通過該方法能夠采集到來自于材料表面 2mm磁化深度以內的 MBN信號;探測模塊用于拾取材料內的 MBN_信號,并將其轉化為相應的電信號,模塊主要包括磁敏傳感器和檢測線圈;信號處理 模塊主要用于處理相應的 MBN電信號,包括前置 放大器,濾波器,數據采集器和計算機等。