技术特征：
1.一种脉冲磁化条件下磁滞特性多参数测量方法，其特征在于：利用u型电磁铁先提供正、负极性脉冲磁场再施加正极性直流偏置磁场对铁磁性材料进行顺序磁化，从安装于u型电磁铁末端的霍尔元件测量的电压波形和与激励线圈串联的电阻两端的电压波形中，分段提取多项特征参数，间接反映铁磁性材料的磁滞特性，具体实现过程如下：1)顺序磁化；由上位机labview程序控制下位机中激励模块的电容充放电模块进行充电，充电结束后，首先由fpga主控模块改变激励模块中继电器的开关状态以及三极管的导通截止状态，控制电容充放电模块先后输出单个正、负极性脉冲电压至传感器u型电磁铁的激励线圈即第i阶段；其次由反馈控制模块输出正极性直流电压至u型电磁铁的激励线圈即第ii阶段；最后由反馈控制模块输出多个周期的双极性方波电压至u型电磁铁的激励线圈即第iii阶段；2)波形采集；安装于u型电磁铁末端的霍尔元件测量的电压波形u
h
(t)和与激励线圈串联的电阻r两端的电压波形u
r
(t)被下位机的采集模块采集，上传至上位机并在labview程序中进行处理和显示；3)波形特征参数提取；在顺序磁化的第i阶段，u
h
(t)的极大值u1和零电流阶段的电压值u2，分别与饱和磁感应强度和剩余磁感应强度相关，电流u
r
(t)/r的极大值i1也和饱和磁感应强度有关；在顺序磁化的第ii阶段，u
h
(t)由平坦电压u
h1
不断上升至极大值u
h2
时的持续时间δt和变化率β＝(u
h2-u
h1
)/δt，与材料磁滞回线剩磁点至矫顽力点的特性相关；在顺序磁化的第iii阶段，u
h
(t)的均值u3和电流u
r
(t)/r的均值i2，与材料的矫顽力有关。2.一种脉冲磁化条件下磁滞特性多参数测量装置，其特征在于：包括激励模块、采集模块和传感器；传感器由u型磁轭、激励线圈和霍尔元件构成；激励线圈通过骨架固定在u型磁轭两端，构成u型电磁铁；u型磁轭末端分别放置有一个霍尔元件；检测时，霍尔元件底部与被测材料接触；被测材料和u型电磁铁构成闭合磁路；由激励模块为激励线圈提供脉冲信号，使被测材料磁化；由霍尔元件实时检测被测材料的磁感应强度，同时为激励模块的fpga提供反馈信号，实现对激励信号的控制。3.根据权利要求1所述的一种脉冲磁化条件下磁滞特性多参数测量装置，其特征在于：激励模块包括电容充放电模块、反馈控制模块和fpga主控模块三个部分；电容充放电模块输出一个
±
60v左右的脉冲电压信号；反馈控制模块主要由电桥平衡电路和过零检测电路组成，以传感器中两霍尔元件的输出电压为输入信号，当检测到被测材料磁感应强度为零时，向fpga主控模块设定的i/o端口发送一个高电平；fpga主控模块通过改变激励模块中继电器的开关状态以及三极管的导通截止状态，实现对激励信号的控制；并且在反馈信号到来时，通过反馈控制模块输出多个周期的双极性方波电压实现磁场的恒定；同时，fpga主控模块还通过设定的i/o端口完成激励模块与采集模块的通信，其程序部分基于verilog语言通过quartus软件完成。4.根据权利要求1所述的一种脉冲磁化条件下磁滞特性多参数测量装置，其特征在于：
上位机通过usb与测量装置进行通信，实现对激励模块和采集模块的控制；在检测时，上位机界面实时显示采集信号波形；通过上位机界面还可以对采样参数以及采集数据是否保存进行设置。
技术总结
本发明公开了一种脉冲磁化条件下磁滞特性多参数测量方法与装置，在U型电磁铁的激励线圈中通入正、负极性脉冲电流，提供脉冲磁场相继对铁磁性材料进行磁化，再在激励线圈中施加正极性直流电压对铁磁性材料进行反向磁化。磁化过程中，U型电磁铁末端的霍尔元件输出电压波形反映了磁场强度变化信息，与激励线圈串联的电阻两端的电压波形反映了励磁电流的变化规律。从两种电压波形中提取多项特征参数，可间接反映铁磁性材料的磁滞特性。本发明可以对不同铁磁性材料的磁滞特性进行多参数评价，利用磁滞特性多参数测量结果，可以间接对材料的微观结构或残余应力状态进行无损检测。的微观结构或残余应力状态进行无损检测。的微观结构或残余应力状态进行无损检测。
技术研发人员：何存富 殷绍卿 刘秀成
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2022.04.05
技术公布日：2022/8/5