基于GMR效应的金属磁记忆检测方法与应用.pdf

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1、第34卷第2期仪器仪表学报Vo1．34No．22013年2月ChineseJournalofScientificInstrumentFeb．2013基于GMR效应的金属磁记忆检测方法与应用黄海鸿，张曦，刘儒军，刘光复(合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009)摘要：针对铁磁性构件疲劳暗伤部位产生的磁记忆信号特征，采用基于GMR效应的金属磁记忆检测方法，开发出一套基于GMR效应传感器的磁记忆检测系统。以rI1I公司TMS320LF2407A芯片为处理器核心；信号放大采用差分放大器，提高系统抗干扰能力；采用16位A／D转换芯片提

2、高数据采集精度；采用自适应滤波运算去除信号中的混杂噪音。最后对5个不同应变阶段510L车桥板材的拉伸试样磁记忆检测信号进行分析，结果表明：基于GMR效应的磁传感器能够灵敏、精确地检测出铁磁性试样的磁记忆信号()，)，灵敏度达到6．9mV／(A·1TI)；铁磁性材料试样在进行拉伸试验时，随着拉伸试样载荷的增加，磁记忆信号在过零点处的梯度值也随之增大。关键词：磁记忆检测；巨磁效应；巨磁效应传感器；拉伸试验中图分类号：TH39文献标识码：A国家标准学科分类代码：460．4030Metalmagneticmemorytestingmeth

3、odandapplicationbasedonGMRefectHuangHaihong，ZhangXi，LiuRujun，LiuGuangfu(SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：AGMRsensor—basedsystemisdevelopedtodetectthemagneticmemorysignalsofdamagesinferromag—neticcomponents

4、basedontheGMRefectofmetalmagneticmemorytesting．TheTMS320LF2407AchipsfromTIareusedastheprocessor．Thedifferentialamplifiersareusedasitssignalamplifiertoimprovetheanti-interferenceabilityofthesystemand16一bitA／Dconversionchipisusedtoimprovetheaccuracyofcollecteddata．Thead

5、aptivefilteringisusedforremovingthemixednoisesfromsignals．Fivestrainsamplesof510Lareinspectedbythedevel—opedsystem．Theresultsshowthatmagneticmemorysignal(y)fromthemagneticironsamplescanbedetectedaccuratelyandsensitivelybasedonGMRsensors．Thesensitivityofthesystemis6．9m

6、V／(A·m)．Italsoshowsthegradientofthesignalsatthezero—crossingpointincreasewhenthetensileloadsincreaseinthetensiletesting．Keywords：magneticmemorytesting；GMR；GMRsensor；tensiletesting受工作载荷作用时，构件的磁性能在应力和变形集中1引言区内产生不可逆转的重新取向，在其表面产生漏磁场，并在应力与变形集中区形成最大的漏磁场法向分近年来，金属磁记忆检测技术在无损检测

7、领域蓬量H(，，)的变化。当检测系统检测到试样的损伤勃发展，在工程制造业、石油化工和航空航天等工程部位时，试样表面漏磁场法向分量日(Y)出现过零点实践中有着广泛的应用，并取得了巨大的经济效益。特征，磁记忆检测可以有效地应用于铁磁性材料的磁记忆检测技术是利用处于地磁场中的铁磁性构件损伤检测。在实际的检测应用方面，DUBOV等收稿日期：2012-05ReceivedDate：2012-05基金项目：国家自然科学基金(50905052)、博士点新教师基金(2009011l120007)资助项目242仪器仪表学报第34卷人把磁记忆技术应用

8、于蒸汽管道、石油管道、钻具等设备的损伤检测。然而目前常用的传感器为自制线圈或常规磁阻传感器，在检测精度上存在不足。1988年，BAIBIEH发现磁有序材料在一定的结构和外磁场下，其电阻会随着外磁场的改变而发生巨大变化，称其为巨磁电阻(giantma