巴克豪森噪声检测

学 号：姓 名：电磁检测---巴克豪森噪声检测巴克豪森检测技术一、磁巴克豪森效应1919年巴克豪森(H.Barkhausen)发现铁磁物质磁化时，在磁滞回线最陡的区域其磁化是阶梯式的，是不可逆跳跃过程。

如图（1）这种不连续的磁化来源于磁畴和磁畴壁的不连续的运动，它在探测线圈中所引起的噪声信号称为巴克豪森噪声，简称BN。

巴克豪森效应的早期研究，多是围绕物理过程，目的在于阐明磁畴运动，测量方法也比较简单。

六十年代以后，由于电子测量技术的迅速发展，许多研究工作者对巴克豪森效应进行了更深人的理论研究，同时也开拓了众多应用领域例如1963年，P.Mazzetti等人研究了不同材料的噪声强度谱，并探索了一种新实验方法。

1969年，R.L.Pasley研究了运用技术测量应力分布的无损检测方法。

1971年，M.Otala等人应用BN技术研制出一种测量晶粒度的仪器。

1973年，J.C.McCluer等人研究了材料疲劳断裂过程中BN信号特征以及与声发射信号的对应关系。

1978年，O.Sundstrom等人探讨了巴克豪森效应用于微组织结构参数、晶粒度、铁损、应力等的无损检测。

1982年，BN测量技术又有新的进展，G.V.King研究了应力作用下的晶粒取向硅钢在各磁化区域发射的噪声谱。

实验中用了两种方法：一是BN噪声输出的强度谱，即所谓时间域分析，二是以幅度域技术为基础，测量脉冲幅度分布和产生率。

由于脉冲输出类似高斯分布，故可用统计方法的幅度标准偏差来定量研究不同磁化区域内的应力效应。

近年来，有些研究者将巴克豪森效应的研究与克尔磁畴观察技术和透射电境的微结构分析（位错、脱溶物、晶界、应力）结合起来，对材料性能进行研究，都取得较好的结果。

二、检测原理：材料在外磁场磁化下，畴壁位移克服材料内部存在的不均匀应力，杂质，空穴等因素造成的多个势能垒，因而畴壁位移为非连续的，跳跃式的不可逆运动。

将导线圈置于材料表面并对材料施加一交变磁场，畴壁的不可逆跳跃式将在导线圈内感应一系列电压脉冲信号。

巴克豪森噪声法原理
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲巴克豪森噪声法原理。

你们知道啥是巴克豪森噪声法吗？这不就跟咱听音乐似的，每一个音符就像是巴克豪森噪声法里的一个小信号呀！
想象一下，把一块铁磁材料看作是一个神秘的音乐盒子。

当它受到外部磁场的影响时，就像是有人轻轻转动了音乐盒子的发条。

哇塞，这时候奇妙的事情发生了！材料内部的磁畴就开始动起来啦，它们就像一群调皮的小精灵在跳舞呢！
巴克豪森噪声法就是专门来捕捉这些小精灵跳舞时发出的独特“声音”哦！比如说，在工业检测中，我们就可以利用它来检测材料的质量。

就像医生给咱检查身体似的，通过这个方法能够快速、准确地发现材料的问题呢！
“哎呀，那这个巴克豪森噪声法是不是很难理解啊？”别急别急，咱慢慢来。

它其实就是利用了材料在磁化过程中产生的特殊噪声信号。

这就好比我们听不同的音乐能感受到不同的情绪一样，巴克豪森噪声也有着自己独特的“旋律”。

我们通过分析这些“旋律”，就能了解材料的各种特性啦！
再打个比方吧，如果把材料看作是一个大拼图，巴克豪森噪声法就是帮我们找到那些缺失或者错误拼图块的神奇工具！这么一说，是不是觉得很有意思呀！
所以说啊，巴克豪森噪声法原理真的是超级神奇又很实用的哟！它就像是我们探索材料世界的一把秘密钥匙，能帮助我们打开无数的奥秘之门呐！快来一起好好认识它吧！。

巴克豪森噪音法原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊巴克豪森噪音法原理，这可真是个超有意思的东西呢！
想象一下啊，就好比我们在听音乐，那音乐的声音有高有低、有强有弱，对吧？巴克豪森噪音法原理就有点像这个呢。

它主要就是跟材料里面的微小变化有关。

比如说一块铁，它看起来普普通通的，但在它里面有着很多我们看不到的小细节呢！当有磁场作用在这块铁上的时候，就会发出一种特别的噪音，这就是巴克豪森噪音啦！
咱再打个比方，就像我们走路，有时候会踩到小石子发出嘎吱嘎吱的声音，这其实和巴克豪森噪音有点类似呢。

而通过研究这种噪音，我们就可以知道材料的一些特性啊，比如它是好还是坏，有没有什么问题啥的。

我记得有一次，我们实验组在研究一个金属零件，大家都在那静静地听着，突然就听到了一阵微弱的巴克豪森噪音，哎呀，那感觉就像是发现了宝藏一样！大家都兴奋起来了，纷纷讨论这意味着什么。

“嘿，这说明这个零件可能有点小问题哦！”有人说。

“哎呀，那可得好好研究研究。

”另一个人附和道。

你说神奇不神奇？就这么个小小的噪音，竟然能告诉我们这么多信息。

而且啊，巴克豪森噪音法原理的用处可大了去了，在工业领域能帮助检测材料的质量，在科学研究中也能让我们更深入地了解各种材料的性质呢。

反正我觉得巴克豪森噪音法原理真的是太酷啦！它就像一个隐藏在材料世界里的小秘密，等待着我们去发现和探索呢！。

基于巴克豪森效应的无损检测关键技术研究齿轮作为装备制造业中不可或缺的重要零部件,其性能的提高对制造业有着举足轻重的作用。

抗疲劳制造的核心是在零部件表面形成变质层,以此来提高零部件的疲劳寿命,残余压应力就是变质层的重要特性之一,因此对于残余压应力的检测也是重要的研究课题。

巴克豪森噪声是德国科学家巴克豪森教授首先发现的,随着该技术的不断发展,其已在铁磁性材料的微观结构和残余应力检测等方面有了广泛的应用。

本文在对巴克豪森噪声产生机理深入研究基础上,设计了基于巴克豪森噪声的励磁检测传感器,搭建了一套巴克豪森残余应力检测系统,包括硬件的搭建以及信号分析程序的设计,本文将重点对检测系统各部分进行详细的介绍和分析。

首先对巴克豪森噪声检测的国内外研究现状进行了介绍,包括国内外学者的研究成果以及基于巴克豪森噪声的检测设备研制成果;研究了巴克豪森噪声产生的机理以及影响巴克豪森噪声的主要因素,包括材料基体本身、材料微观结构、激励信号幅值及频率等。

其次,设计并完成了励磁检测传感器、巴克豪森残余应力检测系统的搭建等工作,硬件部分包括信号发生器、功率放大器、励磁检测传感器、信号调理模块、数据采集卡、PC机的设计选型工作;软件部分主要完成对信号的采集和分析工作,利用Labview软件设计了信号分析器,完成对采集信号的滤波放大、时域特征提取等工作。

最后,利用实验室水射流喷丸强化设备、所搭建的巴克豪森残余应力检测系统进行残余应力与巴克豪森噪声之间影响规律的试验研究,研究残余压应力对诸如均方根、均值、振铃数等巴克豪森噪声特征的影响规律。

软磁材料磁巴克豪森噪声测量系统与影响因素研究
侯艳钊;李琳
【期刊名称】《华北电力大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(51)3
【摘要】磁巴克豪森噪声信号(MBN)常用来进行材料的无损检测,低频磁场激励下软磁材料的MBN可以用来研究实际工况下此类材料的形变、应力和缺陷等。

为此建立了一种可以同时测量软磁材料MBN和磁滞回线的测量系统,包括励磁模块、
信号检测模块和信号处理模块。

这些模块实现了不同激励信号的生成,且能够对测
得的高频MBN信号进行检测和分析处理。

利用所研发的实验平台测量了非晶合金、硅钢片等软磁材料的磁场强度、磁感应强度和MBN信号,并对信号进行了放大、
滤波和平滑等处理。

之后绘制了MBN的包络曲线和MBN能量环,分析了外加磁
场强度、激励频率和感应线圈方式对材料MBN包络的影响规律。

发现MBN双峰包络随着磁场强度增加而增加,随着激励频率f mag的增加而变大,但到达一定频率后不再变化;而MBN包络受两种感应线圈影响的主要体在第一个峰值上。

研究结
果为开展软磁材料MBN特性研究奠定了基础。

【总页数】9页(P65-73)
【作者】侯艳钊;李琳
【作者单位】新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
【正文语种】中文
【中图分类】TM433
【相关文献】
1.利用巴克豪森噪声无损测量铁磁材料硬度试验研究
2.用巴克豪森噪声法测量铁磁材料的硬度
3.用巴克豪森噪声测量铁磁材料拉伸损伤的实验研究
4.磁巴克豪森噪声检测材料疲劳的励磁频率优化研究
5.U型磁轭励磁时磁巴克豪森噪声信号分布规律研究
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专利名称：一种磁巴克豪森噪声信号检测调节系统及其调节方法
专利类型：发明专利
发明人：程志远,林云川,李航,李美琦,徐超
申请号：CN202010682926.9
申请日：20200715
公开号：CN112034031A
公开日：
20201204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种磁巴克豪森噪声信号检测调节系统及其调节方法，通过设置磁巴克豪森噪声信号检测探头、功率放大器、放大芯片、A/D转换器等对磁巴克豪森噪声信号进行检测并设置单片机、信号发生器及功率放大器对励磁电流进行调节，消除了零件形状不规则而引起磁巴克豪森噪声信号均方根的实际值与理论值之间的偏差，实现了零件表面磁通密度的精确调节，保证了测量的磁巴克豪森噪声信号具有更高的可靠性。

申请人：成都飞机工业(集团)有限责任公司
地址：610092 四川省成都市青羊区黄田坝纬一路88号
国籍：CN
代理机构：成都君合集专利代理事务所(普通合伙)
代理人：尹新路
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巴克豪森噪声技术检测管道压力的研究的开题报告一、选题背景管道是传输气体、液体等物质的重要途径，其正常运行对于许多工业领域都至关重要。

然而，管道系统常常存在着压力波动、泄漏等安全隐患，如果这些问题不能及时识别和解决，将极大地影响管道系统的正常运行，并可能对周围环境和人们的生命和财产造成重大威胁。

因此，管道系统的监控和安全管理显得尤为重要。

巴克豪森（Barkhausen）噪声技术是一种新型的非接触式无损检测技术，可用于检测磁性材料中表面和近表面的微小缺陷，如裂纹、脆性断口等。

近年来，巴克豪森噪声技术已广泛应用于电力设备、汽车、钢铁制造等领域。

同时，该技术也被应用于管道系统中，以检测管道壁面的缺陷、腐蚀等问题。

本研究将利用巴克豪森噪声技术针对管道压力进行检测，以实现对管道系统运行状态的实时监控，提高管道系统的安全性和可靠性。

二、研究目的本研究的主要目的是基于巴克豪森噪声技术，建立一种可行的管道压力检测方法，以实现对管道运行状态的实时监测。

具体来说，研究将从以下两个方面展开：1. 探究巴克豪森噪声技术在管道压力检测中的应用可行性及其特点。

2. 建立管道压力检测模型，并开发测试系统进行实验验证。

三、研究内容1. 巴克豪森噪声技术基础研究。

对巴克豪森噪声技术的基本原理、特点及成像方法进行理论研究和实验验证。

2. 管道压力检测方法研究。

通过对管道压力特性的研究，提出管道压力检测方案，并建立检测模型。

同时，探究巴克豪森噪声技术在管道压力检测中的应用特点。

3. 实验测试系统开发。

针对研究对象，开发巴克豪森噪声技术检测系统，测试分析进一步验证研究结果。

四、预期成果1. 对巴克豪森噪声技术在管道压力检测中的应用特点进行了全面研究，提供了可行性分析及其应用特点。

2. 特别对研究管段确定巴克豪森噪声技术参数，建立了针对管道压力检测模型，并进行了模拟分析和模型验证。

3. 基于研究成果，开发了巴克豪森噪声技术检测系统，实现了管道压力检测。

巴克豪森噪声法
巴克豪森噪声法（Barkhausen noise method）是一种检测金属件的疲劳及动态缺陷的技术，它可以检测出细小的缺陷和疲劳裂纹。

它通常用于检测金属轴承和连接件的疲劳及动态缺陷，以确保它们的功能能够正常运行。

巴克豪森噪声法通常采用了磁通量计，它带有磁极，可以检测到金属件中的缺陷。

磁通量计将检测到的缺陷变成噪声，并通过计算机将这些噪声转变成图形，从而显示出不同缺陷的特征。

巴克豪森噪声法在检测缺陷时非常有效，它可以在很短的时间内检测出金属件上的小裂纹或缺陷，从而使用者可以及时采取行动，以防止金属件的损坏或损害。

然而，它也有一些局限性，不能检测出金属件的磨损情况，而且计算机也不能检测出金属件中的缺陷。

因此，巴克豪森噪声法在检测金属件的缺陷时仍需要补充其它检测技术。

此外，巴克豪森噪声法也需要一定的设备，包括磁通量计，磁极，磁线管和计算机等，因此检测起来费用也要比其他检测方法更加昂贵。

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磁巴克豪森噪声响应因素的研究磁巴克豪森噪声响应因素的研究随着钢铁等铁磁材料在机械设备、航空航天、天然石油气运输和国防武器等行业的广泛应用,为保证设备的正常运转和安全性能,其内应力、疲劳损伤、裂纹等检测就显得尤为重要。

传统检测方法对受检对象容易造成不可逆损伤,而磁巴克豪森噪声(magnetic Barkhausen noise,MBN)能满足现场快速无损检测的要求。

目前对MBN无损检测技术的研究主要集中在应力检测,但MBN受众多因素的影响,容易给测量带来误差。

因此,本文全面分析了各响应因素对MBN信号的影响,为MBN无损检测技术的广泛应用和干扰消除奠定了一定基础。

本文基于磁畴理论阐述了MBN信号的产生机理,根据MBN信号的特点,设计并搭建了MBN信号检测仪的硬件系统,包括检测传感器、信号发生器、信号调理电路等。

然后深入分析了MBN信号对磁场、应力和温度的响应机理,基于前人的研究成果,结合外磁场作用和“分子场”理论的改进模型,完善了公式MBNN(σ,T,H,并通过实验进一步说明应力和温度对MBN信号的影响。

最后通过实验研究了MBN信号与材料硬度、碳含量、弹性模量、表面粗糙度之间的关系。

实验结果显示:MBN信号随硬度线性递减,可用于硬度无损检测;随碳含量增加MBN信号呈先增大后减小的趋势,在碳含量为0.55wt%时,MBN信号存在最大值,本文提出MBN-硬度计检测结合的方法对碳含量进行无损评估;在一定范围内MBN信号随弹性模量的增加先增后减;MBN信号随粗糙度增大不断衰减,衰减速度逐渐减小,在Ra小于2.536μm范围内,粗糙度对MBN检测影响较大,容易造成检测误差。

根据前述MBN信号对材料性质的响应特点可知,得到的MBN信号与响应因素的关系曲线,可用于这些因素的检测。

但MBN信号部分响应因素容易给MBN检测带来误差。

因此每次测量前都需用与待测工件尽可能一致的试样进行校准,以保证测量结果的可靠性。

磁弹法检测零部件磨削烧伤原理概述一、什么是磨削烧伤？磨削烧伤是指机械零部件如齿轮、轴承套圈、凸轮轴、曲轴、飞机起落架、喷油嘴等在经过磨削工艺处理时，由于磨削产生的热量进入零部件的表层，产生回火层，致使零部件的表面硬度下降产生软点，同时产生相应的拉应力，而大大降低产品的使用寿命甚至是不合格产品，统称为磨削烧伤。

用酸洗法显示的磨削烧伤状况二、磨削烧伤与零部件材质的关系目前会产生磨削烧伤的部件，多为铁磁性材料，即这类材料都可以被磁化。

对于存在的极小部分非铁磁性材料部件产生的烧伤问题不在磁弹法的讨论范围内。

根据磁弹法理论，这类材料在正常情况都由叫“磁畴”的小区域构成：每一个小多边形，我们称之为磁畴如上图所示，在无外加磁场和加工处理的情况下，铁磁性材料的内部磁矩都整齐排列，但方向不同，整个材料的磁力矢量和为零，对外不显示磁性。

当铁磁性材料在经过磨削加工处理过程中，由于磨削产生的高温传导到工件表面（一般情况是浅浅的一层，不超过1mm），致使某些区域产生回火层，工件出现软点。

对应于磁矩来说，就是原来“有序”的排列经过磨削处理，都变得“无序”，无序的程度根据磨削的程度而不同，就是磨削越厉害的地方，这种无序的程度就越强。

磁矩的无序化示意图因此，磨削烧伤的严重程度通过磁畴和磁化机理，就可以跟磁序相对应起来。

三、铁磁性材料的磁化机理通过上面的叙述我们知道，铁磁性材料在无任何外加影响下不显示磁性，因为虽然各个磁畴内的磁矩有磁极，但磁畴内的磁矩方向又各异，导致矢量和为零，所以不显示磁性。

但如果有外加磁场的情况下，结果就会发生变化。

通过外加磁场，我们可以将所有的磁畴内的磁矩方向进行纠正，变得和外加磁场的磁力方向一致，就使其变得“有序”了。

磁矩经过外加磁场的作用变得有序磁化过程示意图在磁化过程中，有一种力的作用，我们称之为“矫顽力”，对于无序程度较低的磁矩，磁化时需要的矫顽力较小，无序程度较高的磁矩，需要的矫顽力则较大。

因此，磨削烧伤的严重程度，我们又可以和磁化过程中需要的矫顽力大小来对应。