本發(fā)明屬于無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在工業(yè)中，鐵磁金屬構(gòu)件，在鐵路交通，航空航天，冶金工業(yè)等部門鍋爐、管道、橋梁、鐵軌、壓力容器等的大量使用，隨著服役時(shí)間延長，鐵磁金屬構(gòu)件不可避免存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得構(gòu)件斷裂等而引發(fā)事故。應(yīng)力檢測是保障工程中鐵磁金屬構(gòu)件安全服役的重要手段。傳統(tǒng)磁應(yīng)力檢測包括磁滯回線法、巴克豪森法(MBN)、渦流檢測法、磁記憶法等技術(shù)。這些傳統(tǒng)技術(shù)從材料宏觀磁特性出發(fā)，建立宏觀磁特性參數(shù)如矯頑力、剩磁、磁疇損耗與應(yīng)力的對應(yīng)關(guān)系，對應(yīng)力評估具有靈敏度低、空間分辨率不高等缺點(diǎn)，無法精確評估鐵磁性材料微觀區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)。

近年來，隨著磁疇觀測技術(shù)進(jìn)步，磁微觀結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)行為在無損檢測領(lǐng)域逐步得到廣泛的應(yīng)用。磁疇動(dòng)態(tài)行為評估可實(shí)現(xiàn)鐵磁金屬構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力高分辨率、高精度快速檢測。然而，目前磁疇表征還局限于定性描述，磁疇運(yùn)動(dòng)特性的量化及其對應(yīng)力的評估研究國內(nèi)外處于空白狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法，實(shí)現(xiàn)對鐵磁金屬構(gòu)件應(yīng)力和微小應(yīng)力變化的高線性度、高靈敏度、高空間分辨率檢測。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法的具體步驟為：

S1：根據(jù)實(shí)際需要確定鐵磁金屬構(gòu)件所需模擬的應(yīng)力參數(shù)集φ＝{σ₁,σ₂…,σ_K}以及磁場強(qiáng)度變化范圍[-H_max,H_max]，其中K表示應(yīng)力參數(shù)數(shù)量，H_max表示磁場強(qiáng)度最大值；

S2：設(shè)置應(yīng)力參數(shù)序號k＝1；

S3：將磁場強(qiáng)度H從-H_max逐步增加至H_max，再逐步減小至-H_max，獲取應(yīng)力參數(shù)σ_k下每個(gè)磁場強(qiáng)度H對應(yīng)的歸一化磁疇量化值S_Nom，每個(gè)磁場強(qiáng)度H對應(yīng)的歸一化磁疇量化值S_Nom的獲取方法包括以下步驟：

S3.1：獲取鐵磁金屬構(gòu)件在應(yīng)力參數(shù)σ_k和磁場強(qiáng)度H下的磁疇圖像；

S3.2：對磁疇圖像進(jìn)行去噪處理；

S3.3：對磁疇圖像進(jìn)行二值化，以0代表-180度磁疇，1代表180度磁疇；

S3.4：對二值化磁疇圖像，統(tǒng)計(jì)二值化磁疇圖像中0和1的像素點(diǎn)數(shù)量，分別記為n_-180°和n_180°，計(jì)算180度磁疇面積和-180度磁疇面積s表示磁疇圖像中單個(gè)像素點(diǎn)的面積；然后根據(jù)以下公式計(jì)算磁疇量化值ΔS：

S3.5：采用以下公式對磁疇量化值進(jìn)行歸一化，得到歸一化磁疇量化值S_Nom：

S4：根據(jù)步驟S3中每個(gè)磁場強(qiáng)度H對應(yīng)的歸一化磁疇量化值S_Nom，擬合得到當(dāng)前應(yīng)力參數(shù)σ_k下歸一化磁疇量化值隨磁場強(qiáng)度值變化的S_Nom-H曲線；根據(jù)S_Nom-H曲線得到4個(gè)令S_Nom為1或-1的臨界閾值磁場H_th1(k)、H_th2(k)、H_th3(k)、H_th4(k)；

S5：如果k＜K，令k＝k+1，返回步驟S3，否則進(jìn)入步驟S6；

S6：根據(jù)K個(gè)應(yīng)力參數(shù)σ_k對應(yīng)的4個(gè)閾值磁場進(jìn)行線性擬合得到閾值磁場表達(dá)式：

H_th1＝a₁σ+b₁

H_th2＝a₂σ+b₂

H_th3＝a₃σ+b₃

H_th4＝a₄σ+b₄

其中，a_m、b_m分別是閾值磁場表達(dá)式中的線性參數(shù)，m＝1,2,3,4；

S7：在對鐵磁金屬構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力評估時(shí)，首先采用與步驟S3中的相同方式得到S_Nom-H曲線，獲取4個(gè)閾值磁場，然后代入步驟S6的閾值磁場表達(dá)式中，計(jì)算得到4個(gè)應(yīng)力值σ(1)、σ(2)、σ(3)和σ(4)，將4個(gè)應(yīng)力值σ(1)、σ(2)、σ(3)和σ(4)進(jìn)行平均得到最終應(yīng)力值σ。

本發(fā)明基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法，對于各個(gè)應(yīng)力參數(shù)，獲取不同磁場強(qiáng)度下的歸一化磁疇量化值，獲取方法為：先得到鐵磁金屬構(gòu)件在應(yīng)力參數(shù)和磁場強(qiáng)度下的磁疇圖像，對磁疇圖像進(jìn)行預(yù)處理后再二值化，對二值化磁疇圖像統(tǒng)計(jì)代表180度和-180度磁疇的像素點(diǎn)數(shù)量，計(jì)算180度磁疇面積和-180度磁疇面積，然后計(jì)算得到磁疇量化值，再進(jìn)行歸一化；擬合得到歸一化磁疇量化值隨磁場強(qiáng)度值變化的S_Nom-H曲線，得到4個(gè)閾值磁場，擬合得到4個(gè)閾值磁場關(guān)于應(yīng)力參數(shù)的表達(dá)式，在對鐵磁金屬構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力評估時(shí)，首先獲取S_Nom-H曲線，獲取4個(gè)閾值磁場，然后根據(jù)閾值磁場表達(dá)式計(jì)算得到4個(gè)應(yīng)力值，平均后得到最終應(yīng)力值。本發(fā)明經(jīng)過研究磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場與應(yīng)力之間的對應(yīng)關(guān)系，提出磁疇量化公式，通過閾值磁場來實(shí)現(xiàn)對鐵磁金屬構(gòu)件應(yīng)力和微小應(yīng)力變化的高線性度、高靈敏度、高空間分辨率檢測。

附圖說明

圖1是磁光克爾顯微鏡原理圖；

圖2是磁光薄膜結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是不同情況下磁光薄膜磁疇圖像模型圖；

圖4是磁化裝置框架示意圖；

圖5是0MPa應(yīng)力不同磁場強(qiáng)度下高取向電工鋼的磁疇圖像；

圖6是30.9MPa應(yīng)力不同磁場強(qiáng)度下高取向電工鋼的磁疇圖像；

圖7是61.9MPa應(yīng)力不同磁場強(qiáng)度下高取向電工鋼的磁疇圖像；

圖8是本發(fā)明基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法的具體實(shí)施方式流程圖；

圖9是歸一化磁疇量化值的獲取流程圖；

圖10是本實(shí)施例中采用小波濾波方法進(jìn)行磁疇圖像預(yù)處理示例圖；

圖11是本實(shí)施例中采磁疇圖像二值化示例圖；

圖12是S_Nom-H曲線示例圖；

圖13是不同應(yīng)力下S_Nom-H曲線及閾值磁場與應(yīng)力關(guān)系示例圖；

圖14是不同特征參數(shù)與應(yīng)力之間的關(guān)系對比曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。

為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，首先對磁疇觀測方法的原理進(jìn)行簡要說明。本實(shí)施例中采用基于磁光克爾顯微鏡(MOKE)和磁光薄膜(MOIF)來進(jìn)行磁疇觀測。圖1是磁光克爾顯微鏡原理圖。圖2是磁光薄膜結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，一束自然光經(jīng)過起偏器變成線偏振光，線偏振光通過MOIF，并與MOIF中磁光Bi-YIG層相互作用，使得線偏振光偏振面與法拉第轉(zhuǎn)角發(fā)生變化。光穿過整個(gè)MOIF中磁光Bi-YIG層，遇到MOIF中Al層后發(fā)生反射。反射光再次和磁光Bi-YIG層發(fā)生第二次法拉第效應(yīng)后，經(jīng)過補(bǔ)償器和檢偏器后，法拉第轉(zhuǎn)角被檢測出來并成像，最后通過高速攝像機(jī)記錄并保存下來。由于MOIF磁疇對垂向磁場非常靈敏，漏磁場垂直分量使得MOIF中磁化狀態(tài)發(fā)生變化。

圖3是不同情況下磁光薄膜磁疇圖像模型圖。其中，圖3(a)是無磁場情況下磁光薄膜磁疇圖像；圖3(b)是無磁場情況下磁光薄膜磁疇模型圖；圖3(c)是垂直向上磁場下磁光薄膜磁疇變化模型圖；圖3(d)是垂直向下磁光薄膜磁疇變化模型圖。如圖3(a)所示，在無外加磁場情況，MOIF磁疇圖像中明暗磁疇面積相等，其模型圖可用圖3(b)來表示。當(dāng)施加一定垂直向上磁場后，亮磁疇面積擴(kuò)張，暗的磁疇面積縮小，其模型圖如圖3(c)所示。相反，當(dāng)施加一定垂直向下磁場后，暗磁疇面積擴(kuò)張，亮的磁疇面積縮小，其模型圖如圖3(d)所示。當(dāng)MOIF放在鐵磁性材料表面時(shí)，鐵磁性材料表面的磁疇會產(chǎn)生漏磁場。該漏磁場垂直分量使得MOIF磁化狀態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)使得拉法第轉(zhuǎn)角發(fā)生變化。由于使用的是概覽顯微鏡，法拉第信號經(jīng)過檢偏器的時(shí)被平均。最終，明暗相間的圖像為樣品不同方向磁疇。磁疇在外加磁場下，磁疇壁發(fā)生移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)快慢與釘扎強(qiáng)度、內(nèi)應(yīng)力大小、各向異性、位錯(cuò)密度等內(nèi)部因素密切相關(guān)，同時(shí)受到外加應(yīng)力、溫度、偏執(zhí)磁場影響。圖4是磁化裝置框架示意圖。

以高取向電工鋼為例，分別獲取其在不同外加拉應(yīng)力及不同磁場強(qiáng)度下的磁疇圖像。圖5是0MPa應(yīng)力不同磁場強(qiáng)度下高取向電工鋼的磁疇圖像。圖6是30.9MPa應(yīng)力不同磁場強(qiáng)度下高取向電工鋼的磁疇圖像。圖7是61.9MPa應(yīng)力不同磁場強(qiáng)度下高取向電工鋼的磁疇圖像。如圖5至圖7所示，灰度較暗的為180度磁疇，灰度較亮的為-180度磁疇。如圖5(a)和6(a)所示，當(dāng)磁場強(qiáng)度為177A/m時(shí)，在0MPa和30.9MPa作用下，電工鋼所有磁疇取向都朝向180度方向；然而，在61.9MPa下，有很多-180度磁疇出現(xiàn)，如圖7(a)所示。當(dāng)磁場強(qiáng)度降到25A/m，磁疇取向發(fā)生了變化，應(yīng)力為61.9MPa時(shí)，-180度磁疇發(fā)生了擴(kuò)張，180度磁疇寬度縮小，如圖7(b)所示；在30.9MPa應(yīng)力下，大量-180度磁疇出現(xiàn)，如圖6(b)所示；然而，在應(yīng)力為零的情況下，所有的磁疇仍然都朝向180度方向，如圖5(b)所示。當(dāng)磁場降到0A/m情況時(shí)，在應(yīng)力為0時(shí)，大量-180度磁疇出現(xiàn)，如圖5(c)所示；在30.9MPa和61.9MPa情況下，-180度磁疇都發(fā)生了擴(kuò)張，180度磁疇寬度縮??；這種現(xiàn)象表明，金屬構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力增加，磁化過程中使磁疇全部發(fā)生翻轉(zhuǎn)所需要的磁場強(qiáng)度增加。

可見，在磁疇動(dòng)態(tài)行為和應(yīng)用之間存在對應(yīng)關(guān)系，本發(fā)明就是通過提取出這種對應(yīng)關(guān)系中的特征值，建立特征值與應(yīng)力之間的關(guān)系模型，從而定量評估應(yīng)力。圖8是本發(fā)明基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法的具體實(shí)施方式流程圖。如圖8所示，本發(fā)明基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法包括以下步驟：

S801：初始化應(yīng)用參數(shù)值和磁場強(qiáng)度變化范圍：

根據(jù)實(shí)際需要確定鐵磁金屬構(gòu)件所需模擬的應(yīng)力參數(shù)集φ＝{σ₁,σ₂…,σ_K}以及磁場強(qiáng)度變化范圍[-H_max,H_max]，其中K表示應(yīng)力參數(shù)數(shù)量，H_max表示磁場強(qiáng)度最大值。

S802：設(shè)置應(yīng)力參數(shù)序號k＝1。

S803：獲取不同磁場強(qiáng)度下歸一化磁疇量化值：

將磁場強(qiáng)度H從-H_max逐步增加至H_max，再逐步減小至-H_max，獲取應(yīng)力參數(shù)σ_k下每個(gè)磁場強(qiáng)度H對應(yīng)的歸一化磁疇量化值S_Nom。圖9是歸一化磁疇量化值的獲取流程圖。如圖9所示，每個(gè)磁場強(qiáng)度H對應(yīng)的歸一化磁疇量化值S_Nom的獲取方法包括以下步驟：

S901：獲取磁疇圖像：

獲取應(yīng)力參數(shù)σ_k和磁場強(qiáng)度H下的磁疇圖像。

S902：磁疇圖像去噪處理：

對步驟S901中獲取的磁疇圖像進(jìn)行去噪處理。圖像去噪算法是圖像處理領(lǐng)域的常用技術(shù)手段，可以根據(jù)需要選擇具體的圖像去噪算法，本實(shí)施例中采用小波濾波方法來進(jìn)行去噪。圖10是本實(shí)施例中采用小波濾波方法進(jìn)行磁疇圖像預(yù)處理示例圖。

S903：磁疇圖像二值化：

根據(jù)之前對磁疇圖像的說明可知，在磁疇圖像中，灰度較暗的為180度磁疇，灰度較亮的為-180度磁疇，而180度磁疇和-180度磁疇的寬度會隨著應(yīng)力和磁場的變化而變化，因此本發(fā)明采用180度磁疇和-180度磁疇的面積來對磁疇進(jìn)行量化。為了便于量化，先對磁疇圖像進(jìn)行二值化，以0代表-180度磁疇，1代表180度磁疇。圖像二值化也是圖像處理領(lǐng)域的常用技術(shù)手段，可以根據(jù)需要選擇具體算法。由于光照不均勻性，磁疇圖像亮度不均勻，經(jīng)過比較，本實(shí)施例中優(yōu)選基于局部自適應(yīng)閾值的圖像二值化算法來對磁疇圖像進(jìn)行二值化。圖11是本實(shí)施例中采磁疇圖像二值化示例圖。

S904：計(jì)算磁疇量化值：

目前業(yè)內(nèi)對對磁疇描述還停留在磁疇定性描述層面。對磁疇量化還少有研究。基于鐵磁材料180度到-180度磁疇壁移動(dòng)，本發(fā)明采用以下公式量化其移動(dòng)特征：

其中，ΔS表示磁疇量化值，和分別代表所有180度和-180度磁疇面積。在退磁狀態(tài)下，180度和-180度磁疇面積相等，ΔS等于零。當(dāng)施加外加磁場后，磁疇壁發(fā)生移動(dòng)，相應(yīng)磁疇面積發(fā)生變化，ΔS的值隨之發(fā)生變化。

可見，在計(jì)算磁疇量化值ΔS時(shí)，需要首先得到所有180度和-180度磁疇面積和其計(jì)算方法為：對步驟S806得到的二值化磁疇圖像，統(tǒng)計(jì)二值化磁疇圖像中0和1的像素點(diǎn)數(shù)量，分別記為n_-180°和n_180°，那么180度磁疇面積-180度磁疇面積s表示磁疇圖像中單個(gè)像素點(diǎn)的面積。顯然s是由磁疇圖像的分辨率決定的。

S905：磁疇量化值歸一化：

為了便于后續(xù)處理，采用以下公式對磁疇量化值進(jìn)行歸一化，得到歸一化磁疇量化值S_Nom：

歸一化后，S_Nom的值在-1到+1之間。當(dāng)S_Nom值為-1時(shí)，表示所有磁疇均朝向-180度方向；當(dāng)S_Nom值為+1時(shí)，表示所有磁疇均朝向180度方向。

S804：擬合S_Nom-H曲線：

根據(jù)步驟S803可知，由于鐵磁材料磁化是一個(gè)磁滯過程，因此本發(fā)明的磁場強(qiáng)度先從-H_max變化到H_max，然后再變化回-H_max，記單向變化過程中存在N個(gè)磁場強(qiáng)度，共計(jì)2N個(gè)磁場強(qiáng)度值，每個(gè)磁場強(qiáng)度可以獲取一個(gè)歸一化磁疇量化值，從而獲取2N個(gè)歸一化磁疇量化值。那么根據(jù)這2N對磁場強(qiáng)度值和歸一化磁疇量化值，就可以擬合得到當(dāng)前應(yīng)力參數(shù)σ_k下歸一化磁疇量化值隨磁場強(qiáng)度值變化的S_Nom-H曲線。

圖12是S_Nom-H曲線示例圖。如圖12所示，在S_Nom-H曲線中，存在4個(gè)令S_Nom為1或-1的臨界閾值磁場H_th1、H_th2、H_th3、H_th4，其中H_th1和H_th4位于第1象限，H_th2和H_th3位于第3象限。在下降沿(磁場強(qiáng)度變小過程中)，當(dāng)H_th2＜H＜H_th1時(shí)，磁疇壁發(fā)生移動(dòng)，H＞H_th1(H＜H_th2)時(shí)，所有磁疇壁都朝向180度(-180度方向)。在上升沿(磁場強(qiáng)度變大過程中)，當(dāng)H_th3＜H＜H_th4時(shí)，磁疇壁發(fā)生移動(dòng)，H＞H_th4(H＜H_th3)時(shí)，所有磁疇壁都朝向180度(-180度方向)?？芍?，這4個(gè)臨界閾值磁場H_th1、H_th2、H_th3、H_th4就是當(dāng)前應(yīng)力參數(shù)下對應(yīng)的閾值磁場。因此根據(jù)S_Nom-H曲線得到當(dāng)前應(yīng)力參數(shù)σ_k下4個(gè)令歸一化磁疇量化值S_Nom為1或-1的臨界閾值磁場H_th1(k)、H_th2(k)、H_th3(k)、H_th4(k)。

S805：判斷是否k＜K，如果是，進(jìn)入步驟S806，否則進(jìn)入步驟S807。

S806：令k＝k+1，返回步驟S803。

S807：特征提取：

根據(jù)步驟S802至步驟S806可知，對于每個(gè)應(yīng)力參數(shù)σ_k，都可以得到S_Nom-H曲線，也就是每個(gè)應(yīng)力參數(shù)都存在4個(gè)閾值磁場。圖13是不同應(yīng)力下S_Nom-H曲線及閾值磁場與應(yīng)力關(guān)系示例圖。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，4個(gè)閾值磁場與應(yīng)力值都具有高度的線性相關(guān)性，圖13(b)展示了S_Nom-H曲線下降沿第一象限閾值磁場(H_th1)與應(yīng)力之間的線性關(guān)系。因此可以根據(jù)K個(gè)應(yīng)力參數(shù)σ_k對應(yīng)的閾值磁場進(jìn)行線性擬合得到閾值磁場表達(dá)式：

H_th1＝a₁σ+b₁

H_th2＝a₂σ+b₂

H_th3＝a₃σ+b₃

H_th4＝a₄σ+b₄

其中，a_m、b_m分別是閾值磁場表達(dá)式中的線性參數(shù)，m＝1,2,3,4。

S808：應(yīng)力評估：

在對鐵磁金屬構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力評估時(shí)，首先采用與步驟S803相同的方式得到S_Nom-H曲線，獲取4個(gè)閾值磁場，代入步驟S807擬合得到的閾值磁場表達(dá)式中，可以計(jì)算得到4個(gè)應(yīng)力值σ(1)、σ(2)、σ(3)和σ(4)，將4個(gè)應(yīng)力值σ(1)、σ(2)、σ(3)和σ(4)進(jìn)行平均，即可得到最終應(yīng)力值σ：

實(shí)施例

為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)效果，采用本發(fā)明中基于磁疇運(yùn)動(dòng)閾值磁場的應(yīng)力評估方法與基于傳統(tǒng)宏觀磁特性特征參數(shù)的應(yīng)力評估方法的評估效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比。傳統(tǒng)宏觀磁特性特征參數(shù)包括剩磁、磁滯損耗、矯頑力。本實(shí)施例中樣品為寶鋼高取向硅鋼，尺寸：300mm×30mm×0.27mm(長×寬×高)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：激勵(lì)波形：三角波；激勵(lì)頻率：0.01Hz；磁場幅值：1000A/m。采用本發(fā)明所得到的閾值磁場表達(dá)式分別為：

H_th1＝3.93*σ+19.18

H_th2＝-3.93*σ-78.25

H_th3＝-3.93*σ-21.50

H_th4＝3.93*σ+77.40

由于特征參數(shù)的單位各不相同，需要先進(jìn)行歸一化處理，歸一化過程可表述為：不同應(yīng)力下的值除以最大值。圖14是不同特征參數(shù)與應(yīng)力之間的關(guān)系對比曲線圖。如圖14所示，傳統(tǒng)宏觀磁特性特征參數(shù)與應(yīng)力之間均不是線性關(guān)系，而本發(fā)明所采用的閾值磁場(以閾值磁場H_th1為例)與應(yīng)力之間存在線性關(guān)系。以下將從三個(gè)方面分析提出的閾值磁場對應(yīng)力檢測優(yōu)勢：不同應(yīng)力范圍，各磁特征參數(shù)隨應(yīng)力變化速率、應(yīng)力檢測效果、微小應(yīng)力變化的評估效果進(jìn)行討論。

表1為不同應(yīng)力階段應(yīng)力隨著磁特性參數(shù)變化的速率(單位：百分比/MPa)。

表1

從表1可以得知，閾值磁場隨應(yīng)力變化在不同應(yīng)力階段變化比較均勻，都在1.44％每兆帕，靈敏度較高；矯頑力在0-61.9MPa范圍都變化比較緩慢，靈敏度很差；剩磁在0-12.3MPa范圍內(nèi)變化速率很快，靈敏度非常高，達(dá)到5％每兆帕，在12.3MPa-24.7MPa范圍內(nèi)變化變化速率降低快，靈敏度一般，在24.7MPa-61.9MPa階段，變化速率變得非常緩慢，靈敏差；磁滯損耗在整個(gè)應(yīng)力階段變化速率都較慢，靈敏較低。

為對比不同特征參數(shù)對應(yīng)力和微小應(yīng)力變化的檢測效果，定義當(dāng)變化率大于1％每兆帕為檢出效果很好；當(dāng)變化速率大于0.5％而小于1％每兆帕的時(shí)候?yàn)闄z出效果一般；當(dāng)變化速率小于0.5％為檢出效果較差。表2為特征參數(shù)應(yīng)力和微小應(yīng)力變化的檢出效果對比結(jié)果。從表2得知，在應(yīng)力較小的時(shí)候，剩磁和閾值磁場對應(yīng)力和微小應(yīng)力變化的檢測都具有很高的靈敏度，剩磁和磁滯損耗檢測效果較差；當(dāng)應(yīng)力變大后，閾值磁場檢測效果還是很好，但是矯頑力、剩磁、磁滯損耗檢測效果都較差。

表2

綜上分析，相比于矯頑力、剩磁、磁滯損耗傳統(tǒng)磁特性參數(shù)，本發(fā)明提出閾值磁場對應(yīng)力和微小應(yīng)力檢測具有很好的檢測效果。

盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實(shí)施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。