MBN检测原理

       铁磁性材料在磁化过程中会发生磁畴转动和磁畴壁位移的现象,有可逆和不可逆两种模式,且取决于材料的各向异性特性和磁畴的转动角度。这两种变化会使材料内部产生非连续性的电磁脉冲,通过检测线圈可以提取此过程中因磁感应强度变化所产生的电磁脉冲,即磁巴克豪森噪声(MBN)信号,此现象最早由德国物理学家 BARKHAUSEN 于 1919 年发现 。 铁磁性材料在磁化过程中,其内部磁畴转动、 90°和 180°磁畴壁的运动是非连续的。 将磁化过程放大可以看到,材料的磁化强度M_随外部磁场强度H的变化是阶梯状上升的。在交替变化的磁场中,磁畴会发生往复转动,磁畴壁会进行反复运动,从而产生大量的MBN信号。 H 囹→ 铁磁性材料磁化曲线。MBN 信号中包含着丰富的信息,这些信息与材料的微观组织结构和内应力状况密切相关,通过磁敏传感器拾取 MBN信号,将磁信号转换为相应的电信号,再通过对电信号进行滤波、放大、分析信号的时频特性,可反映出材料微观结构的变化、应力状态、微损伤状态,实现疲劳,应力集中等状态的检测和评估。

       MBN检测装置主要分为激励模块,信号探测模块和信号处理模块,如图2所示,其中激励模块主要用于驱动线圈产生交变磁场,激发产生 MBN 信 号,该模块包括信号发生器、功率放大器,激励线圈和磁轭等。目前 MBN.信号的激励大多采用U型磁轭法,通过该方法能够采集到来自于材料表面 2mm磁化深度以内的 MBN信号;探测模块用于拾取材料内的 MBN_信号,并将其转化为相应的电信号,模块主要包括磁敏传感器和检测线圈;信号处理 模块主要用于处理相应的 MBN电信号,包括前置 放大器,滤波器,数据采集器和计算机等。