一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置

1.本发明涉及钢管漏磁检测技术领域，具体为一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置。


背景技术：

2.钢管作为重要的运输和支撑材料，广泛应用于工业生产和基础建设中。随着工业现代化的迅猛发展，对优质钢管的需求越来越大。目前，我国具有世界上最先进的钢管生产工艺和最新的轧管机组，钢管生产节奏越来越快。钢管在出厂之前必须进行100％的质量检测，漏磁检测作为一种高效的检测方法，可有效检测钢管内外部缺陷，且对试件表面要求低，无需耦合剂，已被广泛应用于各种铁磁性材料的检测过程中，尤其适用于细长铁磁性构件的高速质量检测，如钢管、钢丝绳和铁轨等。
3.为了实现钢管漏磁检测，需要将被检钢管磁化饱和，进一步采用磁场传感器拾取钢管表面的磁场信息，进而判定被检钢管是否有缺陷。因此，磁化技术是钢管漏磁检测中最重要的技术之一，而钢管磁化又包含两方面的技术要求，其一是磁化的强度，即将钢管磁化饱和，此时才能产生漏磁场；另一方面是磁化的均匀性，当被检区域的磁化强度一致时，等当量的缺陷能产生同样的漏磁场，检测信号才能一致。局部磁轭式磁化技术在钢管漏磁检测领域应用广泛，具有轻巧便携、操作简便、磁化效率高等特点，在大型钢管漏磁检测中取得了良好的效果。而传统的局部磁轭式磁化装置的难点是被检区域的磁化强度不一致，中心位置的磁化强度最大，从中心到边沿，磁化强度逐渐降低。因此缺陷分布在不同的检测位置时，检测信号不一致，增大了缺陷量化评估技术的难度。
4.本发明围绕磁轭式局部磁化方法中的均匀磁化问题，发明了叠层式均匀磁化方法，保障磁轭中心位置的磁化强度能满足要求，以减小边沿磁轭的间距来提高边沿位置的磁化强度，最终提高钢管磁化的一致性，提升漏磁检测信号一致性。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置，以解决现有技术钢管被检区域磁化强度不一致，中心位置的磁化强度最大，从中心到边沿，磁化强度逐渐降低导致不同的检测位置，检测信号不一致，增大了缺陷量化评估技术难度的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明提供的基础技术方案是：一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置，包括线圈、铁芯和叠片式磁轭，所述线圈均匀缠绕在所述铁芯的外侧，所述线圈的两端与电源线连接，所述叠片式磁轭有两件，两件所述叠片式磁轭镜像对称连接在所述铁芯的两端，两件所述叠片式磁轭还关于所述线圈镜像对称，所述线圈设于两件所述叠片式磁轭之间，两件所述叠片式磁轭的自由端与钢管表面配合设置。
8.基础技术方案的原理：线圈的两端与电源连接形成电磁场，根据电磁铁的原理，线圈中穿设铁芯以增强电磁铁的磁感线强度，两件叠片式磁轭镜像对称设置在线圈的两端，
电磁铁产生的磁感线均匀的分布在两件叠片式磁轭之间，且叠片式磁轭的自由端与钢管表面存在一定的间隙，使得磁感线均匀的穿设钢管，钢管被磁感线所磁化。
9.基础技术方案的有益效果是：两件叠片式磁轭均匀设置在线圈之间，通电线圈产生的磁感线均匀分布在两件叠片式磁轭之间，使得两件叠片式磁轭之间的磁感线分布均匀，两件叠片式磁轭之间的钢管被磁化均匀；在利用磁场传感器检测钢管是否发生漏磁现象时，只需将传感器放置在两件叠片式磁轭之间即可检测钢管是否发生漏磁，整个装置每向前周期移动一次，即可完成对两叠片式磁轭之间钢管的磁化；整个磁化装置结构简单，便于使用，易于推广运用。
10.优选地，所述叠片式磁轭与钢管表面抵接一端呈弧形，所述弧形的直径大于钢管的外径。
11.通过上述设置，叠片式磁轭与钢管表面接触的一端呈弧形，叠片式磁轭与钢管表面覆盖面积大，进一步提高两件叠片式磁轭之间钢管被磁化的均匀性；根据钢管的直径定制叠片式磁轭弧形的直径，实现本磁化装置的个性化定制与运用。
12.优选地，所述叠片式磁轭由多件钢板连接而成，所述钢板的数量为奇数，两侧所述钢板关于中间所述钢板镜像对称设置，两件所述叠片式磁轭中间钢板之间的距离大于两侧钢板之间的距离，所述钢板之间的距离从中间向两侧逐渐减小。
13.通过上述设置，钢管的表面呈弧形使得通电线圈产生的磁感线距离钢管表面的距离不一，正中间钢板对应的钢管表面距离磁感线的距离比两侧钢板对应钢管表面距离磁感线的距离要短，若钢板之间的距离相等，使得穿过中间钢板对应的钢管表面的磁感线要多，所对应钢管表面位置被磁化程度要强，增大中间钢板之间的距离，进一步确保两件叠片式磁轭之间钢管表面被磁化的均匀性。
附图说明
14.图1为本发明一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置的结构示意图；
15.图2为本发明一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置叠片式磁轭的俯视图；
16.附图中的对应标记的名称为：
17.线圈1、铁芯2、叠片式磁轭3、钢管4。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
19.如图1和图2所示，一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置，包括线圈1、铁芯2和叠片式磁轭3，线圈1均匀缠绕在铁芯2的外侧，线圈1的两端与电源线连接，叠片式磁轭3与钢管4表面抵接的下端呈弧形，弧形的直径大于钢管4的外径，叠片式磁轭3由五件钢板连接而成，前后两侧的钢板关于中间钢板镜像对称设置，叠片式磁轭3有两件,两件叠片式磁轭3对应钢板之间的距离分别为d1、d2、d3、d4和d5，且d1＝d5《d2＝d4《d3，两件叠片式磁轭3镜像对称固定连接在铁芯2的左右两端，两件叠片式磁轭3还关于线圈1镜像对称，线圈1设于两件所述叠片式磁轭3之间。
20.具体实施过程如下：
21.使用本磁化装置前，先根据待磁化钢管4的外径制作钢板，钢板的下侧开设弧形，
弧形的直径大于待磁化钢管4的外径，每一件叠片式磁轭3由五件钢板固定焊接而成，焊接得到的叠片式磁轭3下端与钢管4表面间隙配合设置，再分别把两件叠片式磁轭3连接在铁芯2的两侧，线圈1缠绕在铁芯2的外侧，线圈1设于两件叠片式磁轭3之间，且使得两件叠片式磁轭3关于线圈1镜像对称，磁化装置的制备完成；使用本磁化装置时，线圈1的两端连通电源，将两件叠片式磁轭3的下端弧面距离钢管4表面5mm，完成对钢管4的磁化。其中，通电线圈1在两件叠片式磁轭3之间产生的磁感线均匀，使得两件叠片式磁轭3之间的钢管4被磁化也均匀，本磁化装置每周期向前移动一次，两件叠片式磁轭3之间的钢管4被周期磁化一次；测量钢管4是否漏磁时，将磁场传感器放置在两件叠片式磁轭3之间的钢管4表面即可，若测得磁场强度均匀，表示钢管4不存在漏磁现象，反之，若测得的磁场强度不一或者存在跳跃、间断等，表示钢管4漏磁。
22.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。


技术特征：
1.一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置，其特征在于：包括线圈(1)、铁芯(2)和叠片式磁轭(3)，所述线圈(1)均匀缠绕在所述铁芯(2)的外侧，所述线圈(1)的两端与电源线连接，所述叠片式磁轭(3)有两件，两件所述叠片式磁轭(3)镜像对称连接在所述铁芯(2)的两端，两件所述叠片式磁轭(3)还关于所述线圈(1)镜像对称，所述线圈(1)设于两件所述叠片式磁轭(3)之间，两件所述叠片式磁轭(3)的自由端与钢管(4)表面配合设置。2.根据权利要求1所述的一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置，其特征在于：所述叠片式磁轭(3)与钢管(4)表面抵接一端呈弧形，所述弧形的直径大于钢管(4)的外径。3.根据权利要求1所述的一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置，其特征在于：每件所述叠片式磁轭(3)由多件钢板连接而成，所述钢板的数量为奇数，两侧所述钢板关于中间所述钢板镜像对称设置，两件所述叠片式磁轭(3)中间钢板之间的距离大于两侧钢板之间的距离，所述钢板之间的距离从中间向两侧逐渐减小。

技术总结
本发明属于钢管漏磁检测技术领域，公开了一种叠片型钢管磁轭式均匀磁化装置，包括线圈、铁芯和叠片式磁轭，线圈均匀缠绕在铁芯的外侧，线圈的两端与电源线连接，叠片式磁轭与钢管表面抵接的下端呈弧形，弧形的直径大于钢管的外径，叠片式磁轭由五件钢板连接而成，前后两侧的钢板关于中间钢板镜像对称设置，叠片式磁轭有两件,两件叠片式磁轭对应钢板之间的距离分别为d1、d2、d3、d4和d5，且d1＝d5<d2＝d4<d3，两件叠片式磁轭镜像对称固定连接在铁芯的左右两端，两件叠片式磁轭还关于线圈镜像对称，线圈设于两件所述叠片式磁轭之间；本发明解决了现有技术钢管磁化不均匀的问题，提高了缺陷漏磁检测信号的一致性，适用于钢管的漏磁检测。检测。检测。


技术研发人员：李二龙 袁子岚 袁逸文 陈奕铭
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8