巨磁阻传感器在炉管渗碳层厚度检测中的特性研究.pdf

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1、18传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第1O期巨磁阻传感器在炉管渗碳层厚度检测中的特性研究陈捷，巩建呜一，程磊，王伟，(1．南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京210009；2．江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室，江苏南京210009)摘要：裂解炉管在裂解石油的过程中，会发生渗碳现象，当渗碳到一定的深度，将会引起炉管材料的塑性降低和脆裂，导致重大的经济损失和诱发安全事故。利用炉管渗碳层厚度增加，引起磁性增加的特性，采用巨磁阻传感器检测磁性。在交流激励条件下，用铁片

2、模拟渗碳层厚度变化，对巨磁阻传感器的激励频率、终端效应、提离效应等特性进行了研究，为后续检测仪器设计和使用提供理论基础。关键词：渗碳层厚度检测；巨磁阻传感器；特性研究中图分类号：TG115文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)10--0018-03Characteristicresearch0ngiantmagneto．resistanceSenS0rl■ntnurnacetulbeCar1DUrl●Zl●ngt⋯hiCg_nessd'et·ect·i●nt~CHENJie一，GONGJian．ming一，CHENGLei一，WAN

3、GWei'(1．SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China；2．KeyLaboratoryforDigitalManufacturingofIndustrialEquipmentandControlTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Intheprocessofcrackingfurnacetubecrackpetroleum，itwilloccurcarburizingph

4、enomenon．Whenthefurnacetubecarburizetoacertaindepth，itwillbrittleruptureanditsplasticwillbedecrease，Therefore，itwillleadtogreateconomiclossesandinducesecurityaccidents．Giantmagneto—resistancesensorisselectedformagneticdetectionbyusingthemethodofincreasingcarburizinglayerthickn

5、esstoincreasethemagnetic．IntheconditionofACexcitation，byusingtheironplatetosimulatethechangeofcarburizinglayerthickness，thecharacteristicofgiantmagneto—resistancesensorincludingtheexcitation~equency，terminaleffectandlift—offeffectarestudied．Itprovidesatheorybasisfordetectingin

6、strumentdesign．Keywords：carburizedlayerthicknessdetecting；giantmagneto—resistance(GMR)sensor；characteristicre—search0引言用，这使得在役裂解炉管渗碳层无损检测成为亟待解决的目前，裂解炉管通常采用HP型和HK型奥氏体不锈技术问题。本文应用巨磁阻传感器，基于涡流检测原理，设钢Eli。日本曾对裂解炉管的失效形式进行统计，渗碳及其计了一种检测渗碳层厚度的探头，通过实验，研究影响巨磁引起的开裂失效占49％，渗碳的研究主要集中在渗碳机阻(GMR)

7、传感器检测性能的主要因素的特性。理和规律以及渗碳层组织方面，鉴于渗碳是裂解炉管1实验系统原理与组成主要的损伤形式，有些研究人员着眼于渗碳层厚度的无损1．1GMR传感器的原理检测技术的研究，借此进行裂解炉管寿命的评估和预测，保GMR传感器的内部结构如图1，其中和作为参证裂解炉安全可靠运行，对提高乙烯工业重大装备水平和考电阻，R和R。作为工作电阻。2个巨磁感应电阻和保障大型裂解装置的安全可靠性具有重要的经济和社会意位于2个磁场集中区的间隙中间，而参考电阻R和心义。渗碳层厚度的无损检测技术的研究主要有磁力测密封在磁场集中区内部，它与外部磁场隔绝，阻值不会

8、由外量’、电磁测量以及涡流探测方法，这些方法以在实部磁场的变化而变化。当施加外部磁场时，参考电阻R和验室中进行研究和标定居