近年來(lái)，覆爾效應(yīng)無(wú)損探傷方法以其安全、可靠、實(shí)用，能實(shí)現(xiàn)無(wú)速度影響檢測(cè)而被廣泛應(yīng)用在設(shè)備故障診斷、材料缺陷檢測(cè)之中。


霍爾元件工作原理

霍爾元件是一個(gè)三端子元件。是由矩形半導(dǎo)體薄片構(gòu)成，其工作原理是基于霍爾效應(yīng)，即當(dāng)霍爾元件a，b端通以恒定電流Ic時(shí)，在其表面垂直方向施加磁場(chǎng)B。則在c，d端累積電荷形成與控制電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的霍爾電熱Vh(見(jiàn)圖1)，其關(guān)系式為:Vh= KIcBXcos a式中，K為霍爾元件的靈敏度系數(shù);a為B與霍爾元件法向n之間的夾角，在磁路中，當(dāng)它安裝確定，a角一般近似定角，這時(shí)如果它采用恒流源供電，即Ic為常量，則Vh與B成正比，這就是霍爾元件重要的線性輸出特性。

電磁無(wú)損探傷原理

電磁無(wú)損探傷原理是建立在鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率這一特性之上。通過(guò)測(cè)量鐵磁性材料中由于缺陷所引起的磁導(dǎo)奉變化來(lái)檢測(cè)缺陷，鐵磁性材料在外加磁場(chǎng)的作用下被磁化，當(dāng)材料中無(wú)缺陷時(shí)，磁力線絕大部分通過(guò)鐵磁材料，此時(shí)在材料的內(nèi)部磁力線均勻分布(見(jiàn)圖2)。當(dāng)有缺陷存在時(shí)，由于材料中缺陷的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)比鐵磁材料本身小，至使磁力線發(fā)生彎曲。并且有一部分磁力線泄漏出材料表面(見(jiàn)圖3)，采用霍爾元件檢測(cè)該泄漏磁場(chǎng)B的信號(hào)變化，就能有效地檢測(cè)出缺陷的存在。

基本結(jié)構(gòu)

基于上述理論分析，電磁式無(wú)損探傷裝置主要由以下幾部分組成。

勵(lì)磁源

被測(cè)介質(zhì)在外加磁場(chǎng)即勵(lì)磁源的作用下被磁化產(chǎn)生礅路，勵(lì)磁磁路的關(guān)鍵是勵(lì)磁源，它直接影響漏磁場(chǎng)強(qiáng)度、勵(lì)磁穩(wěn)定性及探傷裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。經(jīng)過(guò)分析對(duì)比，選用高性能的稀土永久磁鐵作為勵(lì)磁源比較合適。

探傷元件

漏磁場(chǎng)測(cè)量的方法很多，可采用多種磁敏元件進(jìn)行檢測(cè)，由于集成霍爾開(kāi)關(guān)檢測(cè)無(wú)速度影響、并將線性集成電路與霍爾效應(yīng)相結(jié)合，具有靈敏度高、分辨力強(qiáng)、安裝方便。使用可靠等特點(diǎn)。

可調(diào)整式探頭結(jié)構(gòu)

在缺陷探傷中，表面漏磁信息不僅與勵(lì)磁源強(qiáng)度、磁敏元件的靈敏度密切相關(guān)，而且還與檢測(cè)元件到材料表面的距離O直接相關(guān)，表面漏磁感應(yīng)強(qiáng)度分析結(jié)果表明，表面擴(kuò)散漏磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度與檢測(cè)元件到材料表面的距離近似按負(fù)指數(shù)關(guān)系衰減，當(dāng)0>5mm時(shí)，檢測(cè)到的漏磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)甚微，因此，采用沿材料徑向可以調(diào)整的隨動(dòng)式探頭結(jié)構(gòu)，如圖4在檢測(cè)過(guò)程中，霍爾開(kāi)關(guān)安裝于探頭中，裝置上半部、下半部與柔性環(huán)節(jié)相連接，襯套始終貼于材料表面滑動(dòng)，這樣，不僅保證了檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，而且保證了對(duì)多種規(guī)格材料進(jìn)行檢測(cè)的通用性。