火炮漏磁检测仪设计的研究

　　火炮各部件在牛产和使用过程中有时会产生裂纹等缺陷，为了避免不必要的损失和事故，需对火炮进行定期检测，这对于保障火炮可靠使用及人身安全有垂要意义。火炮漏磁检测是电磁类的无损检测技术，它对铁磁材料的裂纹等缺陷十分敏感，具有检测速度快，对试件表面清洁度要求不高，目一成本低和检测工艺简便等优点，因而在检测火炮裂纹等缺陷中应用日益广泛，是首选方法。

　　作为裂纹的漏磁检测，其基本原理是当利用磁源对被测火炮机件进行局部磁化时，如机件表面出现裂纹或坑点等缺陷，将使局部区域的磁导率降低，磁阻增加，磁力线将会发牛聚焦或畸变，磁化场将有一部分从此区域外泄出来，形成可检测的漏磁场信号。缺陷形状和儿何尺寸的不同，漏磁场发牛相应产生变化。采用像霍尔器件这样的磁传感器组成的检测电路来检测漏磁场的变化，根据测得的漏磁信号就可判别缺陷情况，从而实现火炮无损检测。

　　1缺陷漏磁场模型

　　漏磁信号随裂纹几何形状的不同而变化.文献经过对铁磁材料的自然裂纹分析，得到V形(裂纹底部旱尖形，两侧称统计斜线的对称裂纹)最多。本文就以V形裂纹为例，说明缺陷漏磁场模型。

　　由于火炮机件磁化时具有非线性特性，为了分析简单，假设机件在磁场中饱和磁化。在等效磁偶极子模型y,磁场在机件中均匀分布，不受缺陷影响。缺陷引起的磁场突变可以模拟为缺陷空间瞬间充满了同一方向的均一的磁偶极子，这一方向恰好与外加磁场方向相反。这些磁偶极子在缺陷外产牛的磁场相当于漏磁场垂直分量Hy和水平分量Hx分别为：

　　图1是V形裂纹等效磁偶极子模型，当外加磁场时，空间某测量点P处的漏磁场垂直分量H和水平分量H分别为:

　　式中：d——裂纹深度;b——裂纹半宽度;y——测量点距裂纹高度;X-测量点水平坐标; ——机件的磁导率

　　(H/m) ; Ha一施加的磁化强度(A/m )n

　　2缺陷漏磁场特征分析

　　漏磁场具有垂直分量和水平分量，火炮漏磁检测仪提取的是漏磁场垂直分量。以常见的v形裂纹为例说明漏磁信号特征。

　　2.1缺陷深度对漏磁场分布影响

　　图2为v形裂纹垂直漏磁分量By随裂纹深度的变化由图可见，漏磁场垂直分量具有正峰和负峰值。峰——峰间的变化梯度大，变化梯度与裂纹深度成正比。峰——峰值随裂纹的深度增加而增加。缺陷深度与漏磁场幅度成近似线性比例关系，这种关系在漏磁探伤中占有重要地位。依据这种关系，可以由漏磁信号来推断出缺陷的等效深度缺陷宽度对漏磁场分布影响。