1 磁強(qiáng)計(jì)與特斯拉計(jì)

　　袖珍式磁強(qiáng)計(jì)是國(guó)內(nèi)外最通用的檢測(cè)退磁后工件剩磁狀態(tài)的檢測(cè)儀器。其系利用力矩原理設(shè)計(jì)，尺寸約為Φ60×20mm。它內(nèi)部有兩個(gè)永磁體，一個(gè)固定，用于調(diào)零;另一個(gè)是活動(dòng)的，用于測(cè)量。活動(dòng)永磁體在外磁場(chǎng)和回零永磁體的雙重磁場(chǎng)力作用下將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)指針停留在一定位置，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小表示了外磁場(chǎng)的大小。袖珍式磁強(qiáng)計(jì)有A、B、C三種規(guī)格，其中B型每分度為0.1mT(1Gs)，能準(zhǔn)確測(cè)量，被推薦作退磁后測(cè)量使用。

　　《美國(guó)無(wú)損檢測(cè)手冊(cè) 磁粉卷》在有關(guān)退磁測(cè)量的內(nèi)容中，詳細(xì)介紹了用于檢查工件的退磁情況的磁場(chǎng)指示器(大容量磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x)即上述袖珍式磁強(qiáng)計(jì)的構(gòu)造、原理和使用。由于這種儀器的磁敏元件(動(dòng)片)對(duì)磁場(chǎng)受感范圍比特斯拉計(jì)的霍爾元件大，對(duì)反映工件剩磁的力學(xué)效應(yīng)(恰恰是需要退磁的原因)特別合適，因此目前國(guó)際上普遍采用這種儀器檢測(cè)工件退磁后的剩磁。

　　特斯拉計(jì)的測(cè)量原理基于霍爾效應(yīng)。當(dāng)電流垂直于外加磁場(chǎng)方向通過(guò)半導(dǎo)體時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的半導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其磁敏元件是尺寸很小的半導(dǎo)體(霍爾片)，對(duì)磁場(chǎng)的受感范圍極小。因?yàn)楫?dāng)其與被測(cè)磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，霍爾電勢(shì)差最大，因此在測(cè)量時(shí)要轉(zhuǎn)動(dòng)探頭，使儀器指示達(dá)到最大時(shí)讀數(shù)。在《美國(guó)無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)磁粉卷》和我國(guó)HB/Z 72-1998等標(biāo)準(zhǔn)與文獻(xiàn)中，都被推薦作為試驗(yàn)室儀器，工藝試驗(yàn)中用于測(cè)量工件磁化時(shí)磁場(chǎng)情況與漏磁場(chǎng)。用此類儀器測(cè)弱磁場(chǎng)，需要仔細(xì)校零，否則誤差較大。另外在非均勻磁場(chǎng)中，由于磁強(qiáng)計(jì)的動(dòng)片只反映了受力的大小，其讀數(shù)與以霍爾元件測(cè)磁場(chǎng)的特斯拉計(jì)的指示值無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系(見(jiàn)全國(guó)磁探Ⅲ級(jí)教材)。

　　用特斯拉計(jì)來(lái)測(cè)退磁后工件的剩磁，不但不方便，還存在測(cè)量值偏大的問(wèn)題，這里有未經(jīng)零磁場(chǎng)校零因而在低量程檔誤差大的因素，也因?yàn)椋河捎谠诹慵系氖４糯艌?chǎng)一般為非均勻場(chǎng)，霍爾探頭稍變一點(diǎn)角度，讀數(shù)變化即很大，既不容易測(cè)更不容易測(cè)準(zhǔn)。因形狀關(guān)系，在零件上可能有個(gè)別剩磁較大的奇點(diǎn)，這些點(diǎn)范圍極小，不會(huì)產(chǎn)生影響零件加工與使用的力學(xué)效應(yīng)，用袖珍式磁強(qiáng)計(jì)也測(cè)不出，但卻能被特斯拉計(jì)檢出。

　　由于上述情況，目前普遍采用袖珍式磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)檢測(cè)退磁后工件剩磁情況。我國(guó)的Ⅱ、Ⅲ級(jí)(中、高級(jí))磁粉探傷教材也是以袖珍式磁強(qiáng)計(jì)作為工件退磁后的測(cè)量?jī)x器。而以各項(xiàng)要求嚴(yán)格著稱的航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB/Z 72-1998更是明確寫(xiě)明：采用此類型袖珍式磁強(qiáng)計(jì)測(cè)定制件退磁后的剩磁強(qiáng)度。

　　2 相關(guān)資料摘錄

　　(1)《美國(guó)無(wú)損檢測(cè)手冊(cè) 磁粉卷》

　　1)P430：

　　磁場(chǎng)指示器(即袖珍指針式磁強(qiáng)計(jì))的作用：要求的退磁程度通常規(guī)定為某種磁場(chǎng)指示器讀數(shù)的最大值(以單位特斯拉或高斯指示)。磁場(chǎng)指示器是工業(yè)上監(jiān)控退磁工藝有效性的最普遍使用的儀器，它方便、容易操作、價(jià)廉。

　　霍爾效應(yīng)高斯計(jì)是普遍使用的定量測(cè)量泄漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)室儀器。其讀數(shù)明顯大于磁場(chǎng)指示器獲得的讀數(shù)。

　　2) P433：

　　過(guò)嚴(yán)的退磁規(guī)范，往往是產(chǎn)生問(wèn)題的重要根源。不少規(guī)范都沒(méi)有寫(xiě)明退磁處理后可否接受的具體界限以及檢驗(yàn)。例如，磁場(chǎng)指示器讀數(shù)約為0.3mT (3GS)的試件,一般對(duì)下道機(jī)加或焊接,儀器的使用或它的最終使用,都沒(méi)有不利的影響。

　　只有對(duì)少數(shù)退磁工作(尤其是特殊用途的試件)才根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室數(shù)據(jù)實(shí)施嚴(yán)格的退磁限制。

　　為了消除分歧，規(guī)范應(yīng)規(guī)定怎樣在霍爾效應(yīng)計(jì)或規(guī)定的磁場(chǎng)指示器面板上讀數(shù)。

　　(2) 航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB/Z 72-1998中

　　1) 5.2.11 “應(yīng)備有以下輔助設(shè)備”條中：

　　①毫特斯拉計(jì) 可采用CT-5型或其他類似的毫特斯拉計(jì)(注：霍爾效應(yīng)計(jì))測(cè)定磁粉檢驗(yàn)時(shí)所施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁化方向。毫特斯拉計(jì)每年試驗(yàn)一次。

　　②袖珍式磁強(qiáng)計(jì) 可采用XCJ型或其它類似的袖珍式磁強(qiáng)計(jì)快速測(cè)定制件退磁后剩磁的大小。袖珍式磁強(qiáng)計(jì)每年校驗(yàn)一次。

　　2)6.4“退磁”條中：

　　6.4.5 制件退磁后, 一般可用XCJ型袖珍式磁強(qiáng)計(jì)對(duì)制件進(jìn)行剩磁測(cè)定.制件任何部位的剩磁應(yīng)不大于0.3mT (相當(dāng)于240A/m)

　　(3)《無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)》(機(jī)械工業(yè)出版社2002版)中

　　“1.7 檢測(cè)后的退磁和清理” P471中：

　　經(jīng)過(guò)退磁的試件,其剩磁值在試件的任何部位用磁場(chǎng)計(jì)測(cè)量,一般允許存在3×10-4～8×10-4T , 對(duì)精密配合件要求不大于3×10-4T, 用磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)測(cè)量時(shí)不大于240A/m。

　　(4)《磁粉探傷 Ⅱ、Ⅲ級(jí)教材》(全國(guó)鍋爐壓力容器無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定考核委員會(huì)主編)

　　1)P65頁(yè) 4.5.2 袖珍式磁強(qiáng)計(jì)

　　該磁強(qiáng)計(jì)主要用于工件退磁后剩磁大小的快速直接測(cè)量, 也可用于鐵磁性材料工件在談傷、加工和使用過(guò)程中剩磁的快速測(cè)量. 使用時(shí), 將磁強(qiáng)計(jì)靠近被測(cè)物體,并將外殼上的箭頭緊貼被測(cè)物體,指針的偏轉(zhuǎn)代表了被測(cè)部位的剩磁量。

　　在非均勻磁場(chǎng)中，磁強(qiáng)計(jì)的動(dòng)片只反映了受力的大小，與特斯拉計(jì)的指示值無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　XCJ-B每分度為0.1mT ( 1GS), 能準(zhǔn)確測(cè)量, 故被推薦使用。

　　2)P92頁(yè)6.6.4.2 剩磁測(cè)量

　　退磁程度可用XCJ-B型袖珍式磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量, 每格為1 GS (0.1mT).

　　不少規(guī)范都沒(méi)有寫(xiě)明工件退磁后剩磁可以接受的界限,一般認(rèn)為,剩磁不大于0.3mT(240A/m)的工件, 對(duì)后道加工、焊接和儀表的使用都沒(méi)有不利的影響。只有極少數(shù)工件，尤其是特殊用途的工件，必須通過(guò)試驗(yàn)制定更嚴(yán)格的退磁驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

　　(5)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15822.3-2005 / ISO 9934-3：2002《無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè) 第3部分：設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)中的8.3 條即設(shè)備的退磁能力最低要求為：“若無(wú)其他協(xié)議，設(shè)備的退磁能力應(yīng)達(dá)到規(guī)定水平(通常為0.4KA/m～1.0KA/m)。” (注：該范圍即是0.5～1.25mT, 或5Gs～12.5 Gs這么寬松的條件,估計(jì)也有考慮可能用霍爾式磁強(qiáng)計(jì)測(cè)剩磁的因素)。

　　3 參考意見(jiàn)

　　根據(jù)以上信息，在對(duì)工件進(jìn)行磁探并作退磁后，宜用指針式剩磁強(qiáng)度(磁場(chǎng)指示器)計(jì)檢查工件退磁效果;如無(wú)明確規(guī)定，允許的剩磁標(biāo)準(zhǔn)可以放寬到≤0.3mT(即≤3Gs)。