鐵磁性材料在磁化過程中會(huì)發(fā)生磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)和磁疇壁位移的現(xiàn)象,有可逆和不可逆兩種模式,且取決于材料的各向異性特性和磁疇的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。這兩種變化會(huì)使材料內(nèi)部產(chǎn)生非連續(xù)性的電磁脈沖,通過檢測(cè)線圈可以提取此過程中因磁感應(yīng)強(qiáng)度變化所產(chǎn)生的電磁脈沖,即磁巴克豪森噪聲(MBN)信號(hào),此現(xiàn)象最早由德國物理學(xué)家 BARKHAUSEN 于 1919 年發(fā)現(xiàn) 。 鐵磁性材料在磁化過程中,其內(nèi)部磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)、 90°和 180°磁疇壁的運(yùn)動(dòng)是非連續(xù)的。 將磁化過程放大可以看到,材料的磁化強(qiáng)度M_隨外部磁場(chǎng)強(qiáng)度H的變化是階梯狀上升的。在交替變化的磁場(chǎng)中,磁疇會(huì)發(fā)生往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng),磁疇壁會(huì)進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生大量的MBN信號(hào)。 H 囹→ 鐵磁性材料磁化曲線。MBN 信號(hào)中包含著豐富的信息,這些信息與材料的微觀組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)應(yīng)力狀況密切相關(guān),通過磁敏傳感器拾取 MBN信號(hào),將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào),再通過對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、分析信號(hào)的時(shí)頻特性,可反映出材料微觀結(jié)構(gòu)的變化、應(yīng)力狀態(tài)、微損傷狀態(tài),實(shí)現(xiàn)疲勞,應(yīng)力集中等狀態(tài)的檢測(cè)和評(píng)估。

       MBN檢測(cè)裝置主要分為激勵(lì)模塊,信號(hào)探測(cè)模塊和信號(hào)處理模塊,如圖2所示,其中激勵(lì)模塊主要用于驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng),激發(fā)產(chǎn)生 MBN 信 號(hào),該模塊包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器,激勵(lì)線圈和磁軛等。目前 MBN.信號(hào)的激勵(lì)大多采用U型磁軛法,通過該方法能夠采集到來自于材料表面 2mm磁化深度以內(nèi)的 MBN信號(hào);探測(cè)模塊用于拾取材料內(nèi)的 MBN_信號(hào),并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào),模塊主要包括磁敏傳感器和檢測(cè)線圈;信號(hào)處理 模塊主要用于處理相應(yīng)的 MBN電信號(hào),包括前置 放大器,濾波器,數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)等。