多维科技的高灵敏度TMR线性传感器助力无损检测

时间： 2021-06-02 来源：多维科技

技术问答

钢丝绳无损探伤的弱磁检测

钢丝绳是工程中应用极为广泛的挠性构件，它有强度高、自重轻、弹性好、工作平稳可靠、承受动载和过载能力强以及在高速工作条件下运行和卷绕无噪声等许多特点，在煤炭、冶金、交通、运输、建筑、旅游等国民经济各主要行业和部门得到广泛应用。起重机、矿井提升机货运客运索道、电梯、斜拉桥、悬索桥、悬吊屋顶、船舶的固定缆绳、吊车等都是应用钢丝绳的实例。正像其他的工程构件一样，钢丝绳在使用过程中也会发生疲劳、锈蚀磨损甚至断裂等现象，这些都影响到钢丝绳的安全使用，因此，对钢丝绳的断丝及磨损进行科学的定量检测特别是在线监控，是广大钢丝绳用户的迫切愿望。

多年来，人们一直在探索钢丝绳的损伤机理和检测钢丝绳缺陷的各种方法，而磁检测法一直是检测钢铁工件的首选方法，也是目前被公认为最可靠的钢丝绳检测方法。这一方法长期以来受到人们的重视，也是目前最为成熟的检测方法。钢丝绳绝大多数采用导磁性能良好的高碳钢制成，很适合于利用电磁检测法进行检测，同时磁检测法具有成本较低,易于实现等优点，所以目前实用的钢丝绳技术和仪器几乎都采用磁检测法。

现在国内的钢丝绳磁检测法大致分成强磁检测法和弱磁检测法。传统强磁检测的主要特点在于：传感器灵敏度低，要求贴近钢丝绳表面，检测通过能力弱；强磁磁化强度强，对被测物体的磁场束缚力较大，因此几乎不可能用于在线监测。

而相比之下，弱磁检测的主要优势在于：①用于弱磁检测的TMR磁传感器灵敏度极高，检测时传感器与被测物体表面之间的间隙允许较大，最大可达30mm；②由于是弱磁检测，对被测物体的磁场束缚力小，可以实现时速为0～30 m·s^-1下的检测，已可以满足一般起重机的提升速度，因此有希望实现在线监控。

图 1钢丝绳无损伤探伤

工业管道漏磁无损检测

管道是石化企业的关键设备，对保证炼化系统的安全运行具有十分重要的意义。其在长期的运行中受到温度、介质、应力及环境的影响，会造成腐蚀和材料恶化，如果不进行有效的监控或维修，将给企业造成很大的损失。更重要的是，管道泄漏和爆炸等将对环境造成极大的污染和危害。因此，必须对工业管道进行无损检测。

目前，国内外对工业管道通常采用超声波、荧光磁粉、涡流和漏磁等方法检测。超声法测量壁厚精度较高，是一种接触式单点检测方法，检测效率低。荧光磁粉法灵敏度高，容易检测到微小裂纹，但检测结果受人为因素影响，且只能检测到表面和近表面裂纹。涡流法主要用于检测管道表层缺陷，如要检测管道内部缺陷，需从管道内部穿过，结构复杂。相对上述方法，漏磁检测法速度快、穿透力强、不受油水影响，对管道内部缺陷具有较高检测灵敏度，且成本低、操作简单，很适用于检测铁磁性工业管道。

工业管道一般由导磁良好的铁磁性材料制成，其漏磁场法检测的基本原理是，采用合适的励磁回路将强磁场作用于管道并将其磁化饱和，当被检区域有裂纹或腐蚀坑等缺陷时，材料局部的磁导率降低(磁阻增加)，通过该区域的磁场产生畸变，导致一部分磁场从材料中外泄出来，形成管道表面局部区域的漏磁场。缺陷形状和几何尺寸的不同使漏磁场相应产生变化。

采用布置在励磁回路(或检测探头)之间并处于管道同一横截面的若干片霍尔元件组成的检测单元来检测漏磁场的变化，即可获得反映管道缺陷状况的信号。以往检测细长铁磁构件一般采用整体磁化实现沿构件轴向一次扫描整周检测的方法探伤。上述被检件由于规格少、直径变化不大，所以，只需针对一种规格的构件设计一种尺寸的探头。然而，在工业管道检测中，管道规格多，直径变化大，不可能采用探头与被测管道一一对应的设计方案，也不可能用整体。

图 2

主要产品：

TMR2703、TMR2705、TMR2905、TMR2922等TMR线性传感器

性能优势：

(1)高灵敏度/超高灵敏度；

(2)高信噪比；

(3)低功耗，低磁滞；

(4)温度性能稳定，高可靠性

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产品型号	品类	兼容型号	类型	供电电压（V）	功耗（nA、μA、mA）	工作模式	敏感方向	B_op(Gs,25°C)(Gs)	B_rp(Gs,25°C)(Gs)	输出接口	封装形式
TMR1102	TMR磁开关传感器芯片	—	单极	1.8～5.5 V	1.5μA	连续供电	X轴	17	13	CMOS	SOT23-3