有人知道什么是巴克豪森噪声吗?有相关信息吗?
铁磁材料是由许多像条形磁铁一样的小磁区组成的,称为磁畴;每个区域包含大量的原子,这些原子的磁矩像小磁铁一样排列整齐,但相邻区域之间原子磁矩的方向不同。畴之间的界面称为畴壁。磁场会导致磁畴壁来回移动,当磁畴的一边收缩,另一边增长时,就会导致磁畴的有序移动。磁畴的变化会改变总磁化强度。
当电磁线圈靠近样品时,磁畴壁移动时产生的磁变化会在线圈中产生脉冲电流。巴克豪森教授在1919首次发现了这一现象。他证明了这个磁化过程,并用磁滞曲线的形式描述了它。实际上,这条曲线并不是连续的,而是由外部磁场引起的磁畴运动而产生的许多小而突然的台阶的组合。当磁畴运动产生的电流脉冲叠加在一起,就会产生一个类似噪声的信号,这就是巴克豪森信号。
从磁化频率来看,大多数材料的巴克豪森信号的功率谱可以达到250kHz。巴克豪森信号在材料内部传播时衰减是指数型的,主要取决于磁畴壁运动产生的电磁场对涡流的衰减程度。衰减范围决定了可以获得信息的位置深度(测量深度)。影响深度的主要因素有:
可以分析噪声信号的频率范围
测试材料的导电性和渗透性
在实际应用中,测量深度一般在0.01和1.5毫米之间..
两个重要的材料特性将极大地影响巴克豪森信号的强度。
材料中弹性应力的存在和分布会影响磁畴范围的选择和自磁化方向的设定。这种材料的弹性性质与磁畴结构和磁化性质相互作用的现象称为“磁致弹性”。在具有完全磁各向异性的材料(铁、大部分钢和钴)中,压应力会减弱巴克豪森信号的强度,而拉应力会增强信号强度。利用这一原理,可以通过测量巴克豪森信号的总量来测量残余应力,也可以确定主应力的分布方向。
影响巴克豪森信号的另一个材料属性是金属材料的纹理。在某种意义上,硬度也可以用来描述这种效应:微结构中硬度的增强削弱了巴克豪森信号的强度。在这方面,巴克豪森信号也可以提供材料的纹理信息。
许多常见的表面缺陷,如磨削烧伤、硬表面上的软点和软边、除碳区等,都含有微观结构和应力变化,很容易用磁弹性方法检测出来。一些动态过程,如蠕变和疲劳,也可以用磁弹性方法检测。
使用巴克豪森信号的磁弹性方法在实际应用中可分为三类:
1.评估残余应力,提供微观结构的变化并进行相应的控制。
2.评估微观结构的变化,提供应力水平并进行相应的控制。
3.检测应力和微结构变化的缺陷。
通过适当的预校准程序,Rollscan可用于测量应力特性和应力相关的表面缺陷,如磨削烧伤。然而,这要求材料表面上的测量区域的其他特征相对均匀,因为巴克豪森信号还受到材料微结构中的各种特征的影响。Rollscan可用于发现软点、不同热处理缺陷、脱碳等。
Rollscan使用特殊的磁化和检测电路产生巴克豪森噪声信号。其电路通过信号量化被测区域的磁弹性特征,与应力成正比。Rollscan可以实时检测和显示多通道的磁弹性特性。其专利技术探头可用于静态逐点测量或动态连续测量,视用户需求而定。
各种型号的Rollscan可以选择使用充电电池,以便在没有DC电源的开放场所方便地工作。
Rollscan具有标准频率分析范围:70–200 kHz,磁化频率范围在1–500Hz之间,可用于0.02 mm深度内的近似测量。实际测量深度取决于不同材料的渗透率和电导率。