一种船钢起始磁导率在线测量装置及方法

本发明涉及磁导率测量，具体是指一种船钢起始磁导率在线测量装置及方法。

背景技术：

1、船钢起始磁导率是舰船感应磁场分析和补偿的重要参数，准确获取船钢起始磁导率有助于提高舰船的磁隐身性能。目前，测量船钢起始磁导率的方法无一例外均是离线式的，即从船体钢板中切割出环形试样，在试样上分别缠绕h线圈和b线圈，基于安培环路定理，可根据h线圈的磁化电流i准确计算出磁路内的磁场强度h，利用b线圈和磁通积分器确定磁感应强度b，进而根据bh曲线提取磁导率参数。然而，试样在切割过程中会在内部形成残余应力，对钢材的磁导率具有显著影响，可能导致测量结果与实际船钢磁导率存在较大偏差。

2、本发明提供的一种船钢起始磁导率在线测量装置及方法，利用螺线管线圈在船钢周围产生附加磁场，通过测量螺线管磁场作用下的船钢感应磁场，反演船钢的起始磁导率，可以实现船钢起始磁导率的无损在线测量，该方法不会引入任何残余应力，测量结果更接近真实值，可为舰载消磁系统的设计提供重要参考。。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本方案提供一种船钢起始磁导率在线测量装置及方法，无需切割船钢试样，可实现实船钢板磁导率的无损测。

2、一种船钢起始磁导率在线测量装置，由以下具体技术手段所达成：包括螺线管骨架、螺线管线圈、磁传感器、支架和外壳，所述螺线管线圈缠绕在无磁螺线管骨架上，两组所述支架与螺线管骨架连接，且对称布置于螺线管骨架两侧，两组所述磁传感器分别设于两组支架的相互靠近侧的中心位置，所述螺线管骨架与支架均设于外壳内。

3、优选技术方案一：所述磁传感器的探头方向平行于螺线管骨架轴线。

4、优选技术方案二：所述螺线管线圈通过高精度直流电源通入直流电。

5、优选技术方案三：所述高精度直流电源稳定度优于1‰。

6、优选技术方案四：所述磁传感器接入磁场数采装置。

7、优选技术方案五：所述螺线管骨架、支架与外壳刚性连接。

8、优选技术方案六：所述两组所述磁传感器分别与两组支架刚性连接。

9、优选技术方案七：两组所述支架与螺线管骨架刚性连接。

10、优选技术方案八：所述磁传感器为磁通门传感器。

11、本方案还公开了一种船钢起始磁导率在线测量方法，包括如下步骤：

12、s1、将船钢起始磁导率在线测量装置的外壳紧贴舰艇船体表面；

13、s2、将磁传感器接入磁场数采装置，并分别记录此时二组磁传感器的测量值bb1和bb2；

14、s3、将螺线管线圈接入高精度直流电源，在螺线管线圈中通入恒定直流电流i，分别记录二组磁传感器的测量值bc1和bc2；

15、s4、建立包含船钢和螺线管线圈的1:1静磁场数值模型，船钢模型的边长设为外壳尺寸的5倍，设置磁导率μ，在螺线管线圈中施加电流i作为激励，计算二组磁传感器处的感应磁场分别为bj1和bj2，若|bj1-bj2|<|(bc1-bb1)-(bc2-bb2)|，则增大μ，否则减小μ，直到||bj1-bj2|-|(bc1-bb1)-(bc2-bb2)||<1nt，则此时对应的μ可视为船钢的起始磁导率测量值。

16、进一步地，所述外壳距离船钢的外沿边界应大于外壳尺寸的5倍。

17、采用上述结构使得本方案具备一下有益效果：

18、相较于标准磁导率测量方法方法，可以在线获取船钢的起始磁导率，无需切割船钢试样，避免了残余应力对磁导率测量的影响，弥补了现有技术的不足。

技术特征：

1.一种船钢起始磁导率在线测量装置，其特征在于，包括螺线管骨架(1)、螺线管线圈(2)、磁传感器(3)、支架(4)、外壳(5)、高精度直流电源(6)和磁场数采装置(7)，所述螺线管线圈(2)缠绕在无磁螺线管骨架(1)上，两组所述支架(4)与螺线管骨架(1)连接，且对称布置于螺线管骨架(1)两侧，两组所述磁传感器(3)分别设于两组支架(4)的相互靠近侧的中心位置，所述螺线管骨架(1)与支架(4)均设于外壳(5)内，所述螺线管线圈(2)通过高精度直流电源(6)通入直流电，所述磁传感器(3)接入磁场数采装置(7)。

2.根据权利要求1所述的一种船钢起始磁导率在线测量装置，其特征在于，所述磁传感器(3)的探头方向平行于螺线管骨架(1)轴线。

3.根据权利要求1所述的一种船钢起始磁导率在线测量装置，其特征在于，所述高精度直流电源(6)稳定度优于1‰。

4.根据权利要求1所述的一种船钢起始磁导率在线测量装置，其特征在于，所述支架(4)为无磁支架。

5.根据权利要求1所述的一种船钢起始磁导率在线测量装置，其特征在于，所述磁传感器(3)为磁通门传感器。

6.根据权利要求1所述的一种船钢起始磁导率在线测量装置，其特征在于，所述外壳(5)为无磁外壳。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的船钢起始磁导率在线测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种船钢起始磁导率在线测量方法，其特征在于：所述外壳(5)距离船钢(8)的外沿边界应大于外壳(5)尺寸的5倍。

技术总结
本发明涉及磁导率测量技术领域，具体是指一种船钢起始磁导率在线测量装置及方法，包括螺线管骨架、螺线管线圈、磁传感器、支架和外壳，所述螺线管线圈缠绕在无磁螺线管骨架上，两组所述支架与螺线管骨架连接，且对称布置于螺线管骨架两侧，两组所述磁传感器分别设于两组支架的相互靠近侧的中心位置，所述螺线管骨架与支架均设于外壳内；相较于标准磁导率测量方法方法，可以在线获取船钢的起始磁导率，无需切割船钢试样，避免了残余应力对磁导率测量的影响，弥补了现有技术的不足。

技术研发人员：周国华,唐烈峥,刘月林,吴轲娜,卞强,高俊吉,李志新,尚启星,刘胜道,王毅,武晓康,朱岿,胡欣
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13