结构设计andMechanicalNo.7,2023DevelopmentManagement2023年第7期Total243机械管理开发总第243期D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2023.07.042基于磁力检测法的磁滞回线检测装置开发★吕广源，杨晓惠，李鹏飞，陈龙（西南石油大学机电工程学院，四川成都610500)摘要：设计开发了一套基于磁力检测法的磁滞回线检测装置，进行了检测装置的原理研究和元器件的选型分析，完成了检测装置的搭建和板状试样的测试。结果表明，该装置在不同外加磁场激励和应力状态下可以测定板状试样的磁滞回线，且测量数据稳定，从而实现对铁磁材料磁特性参数的分析。关键词：磁力检测法；磁滞回线；磁特性参数；检测装置中图分类号：TH871文献标识码：A文章编号：1003-773X(2023)07-0108-020引言磁滞回线是描述材料磁感应强度和磁场强度关系的曲线，常用来反映铁磁材料的磁物理属性[1]。基于磁滞回线可以获得矫顽力、剩磁、磁导率、饱和磁感应强度等磁特性参数，这些参数对于应力作用导致的材料内部结构和磁畴等微观组织变化非常敏感,因此可利用这一特性对铁磁材料的受力状况进行评价。这一方法通常称为磁力检测法，受到了相关学者的广泛关注[2-3]。例如：吴斌等[4]利用磁力检测法对杆件受拉力的影响因素进行了相关性研究；任旭虎等[5]研究了铁磁材料的矫顽力和剩磁随拉应力的变化规律；李玉坤等[6]利用矫顽力来评价天然气管道环焊缝及周边的残余应力分布。但是随测试材料或加工工艺不同，不同学者研究的应力和磁特征参数之间的关系存在较大差异，且尚无统一定论，其物理机理尚不完全清晰，还存在许多问题需要深人探索和研究。因此，为了深入研究铁磁材料的磁特性参数和应力以及外加激励磁场的关系，本文设计开发了一套基于磁力检测法的磁滞回线在线检测装置。1工作原理磁滞回线检测原理如图1所示，主要由信号发生器、功率放大器、U形磁轭、激励线圈、检测线圈、采样电阻、积分电路和示波器组成。首先在U形磁轭的梁部和腿部分别缠绕上激励线圈和检测线圈，以制成检测探头；然后将U形检测探头和被测试样紧密贴合；接着，利用信号发生器输出一定幅值、频率和波形的电信号，经过功率放大器后输出到激励线圈中，利用示波器分别读取采样电阻和积分电容两端的电压信号，通过公式换算即可得到磁滞回线，进而提取出矫顽力、剩磁等磁特性参数。通过改变激励电压和频率，可以研究磁特征参数随外加激励磁场的变化规律。将该装置与万能试验机组合，可以测量不同应力状态下材料的磁特...
