基于B-H磁滞测量与磁巴克豪森噪声的铁磁钢中缺陷深度评估研究

《Sensors》：Defect Detection and Depth Evaluation in Ferromagnetic Steel Using a Custom Magnetic Barkhausen Noise–Hysteresis Sensing System

　　

摘要

对铁磁组件进行可靠检测，需要对将缺陷指示与缺陷严重程度相关联的测量。本研究在磁滞（B–H）测量平台的基础上增加了一个专用的磁巴克豪森噪声（MBN）通道，以考察钢中的深度相关响应。采用有限元分析研究了由缺陷引起的磁通密度和磁场强度的变化。实验涵盖了裂纹类缺陷和条状缺陷，其标称深度分别为 0.5–12 mm 和 0.5–7 mm，使用了两种探头尺寸。测得的磁场大小随缺陷深度增加而增大，与模拟趋势一致，而 MBN 突发幅值则总体呈下降趋势。表列的峰值幅值、均方根值和零场幅值在两组缺陷中均下降。循环平均幅值也总体下降，但相对于无缺陷参考值有轻微的初始上升。峰值场和宽度特征在两组缺陷中均随深度增加而增大，但变化的幅度和速率不同。这些组合测量将局部磁场的变化与检测到的巴克豪森响应的变化联系起来，并确定幅值特征在研究条件下可作为相对缺陷深度评估的有用指标。