为提高塑料模具钢(如45号钢和S136钢)的使用寿命，常对模具钢进行适当的热处理，以改善其表面硬度等力学性能[1-2]. 不同类型模具对表面硬度的要求不同，经过热处理后的模具一般需进行破坏性取样，再进行硬度测试，以对模具钢热处理质量进行评估. 由于取样的测试方法不适用于零部件生产线，急需发展无损的硬度测试方法.

电磁无损检测通过检测材料磁导率、电导率等参数的变化，实现材料微观结构的无损评价. 例如涡流法，其检测线圈的阻抗变化可用于反映材料内部金相成分的改变. Konoplyuk [3] 应用涡流探头检测不同珠光体体积分数的球墨铸铁，并通过回归分析可以看出涡流检测线圈阻抗幅值与球墨铸铁的化学组分具有一定的线性关系，故而可以通过拟合方程确定球墨铸铁的化学组分. Kashefi等[4]用磁学检测技术对不同回火温度的AISI 4340合金钢进行检测，结果表明涡流检测线圈阻抗幅值可以有效检测回火后合金钢的微观组织，分辨出回火温度在300～400 ℃发生回火马氏体脆化的试样. 韩赞东等[5]通过有限元分析建立了残余奥氏体体积分数与涡流检测线圈阻抗幅值(幅值和相位)之间的关系.

由于表面硬度亦受微观结构影响，因此通过合理的标定试验，可以建立其涡流阻抗参数与表面硬度间的关联，由此实现硬度的涡流无损表征或检测.

Khan等[6]基于涡流检测技术研究了350 马氏体时效钢在不同温度下随时间的硬度变化规律，结果表明涡流检测线圈阻抗幅值可以表征热处理效果. Zergoug 等[7]通过涡流检测的方法，建立了硬度与阻抗之间的关系，表明该方法可以无损地检测和定量分析材料的力学性能. Liu等[8]同样建立了涡流检测线圈阻抗幅值与冷轧AISI 321 不锈钢硬度之间的关系方程，从而可以准确预测试件的硬度.

他们性格迥然，爱好有别，但对市场、生存、竞争天生敏感，绝不含糊。他们能够忍受：高强度工作、长时间压力、不确定风险。

本文首先采用不同热处理方式，制备了2批硬度不同的(45号钢和S136钢)试样. 其次，分别对所有试样进行涡流和表面硬度检测，得到阻抗幅值与硬度间的关系方程. 通过对比测试，分析了传感器电特性参数对硬度检测灵敏度的影响规律. 另外，制作了另一种针式电磁传感器并搭建相应的测试平台，通过2种不同的传感器和试验平台相互验证结果的可靠性.

1 涡流传感器与检测装置

1.1 检测原理

材料微观结构同时决定了宏观力学性能(如硬度)和电磁特性参数(电导率、磁导率). 通过涡流方法测试材料电磁特性参数的变化得到涡流检测线圈阻抗幅值，可以间接无损表征材料力学性能的变化，检测原理如图1所示. 其中，Yin等[9]通过理论分析建立了钢的微观结构(铁素体体积分数)与磁导率之间的关系，同时研究了传感器输出与磁导率之间的关系，最后通过传感器测得的电感值表征铁素体的体积分数. Hao等[10]研究了两相钢的微结构与电磁特性之间的关系，表明铁素体的形态和分布对磁导率影响较大. Henager等[11]指出微结构与硬度存在着关联，可以通过无损检测的方法表征被测材料的硬度. 钢经过淬火和回火后的组织主要分为3种. 250 ℃以下主要是回火马氏体，回火马氏体的硬度高和强度高. 回火屈氏体是350～500 ℃回火温度的产物，这个阶段成分主要是由未发生再结晶的铁素体和碳化物组成. 回火索氏体是500～650 ℃回火温度的产物. 成分主要是再结晶的铁素体和粒状碳化物组成，硬度较低. 由于铁素体和马氏体的本身磁导率不同，不同回火温度下组成成分和体积分数不同，导致材料磁导率或者电导率不同，根据涡流检测原理，涡流阻抗信号可以很好地响应材料磁导率的变化，故而可以很好地反映材料硬度的变化.

图1 检测原理图 Fig.1 Basic principle of test

1.2 实验系统

第1种涡流测试试验系统(常规涡流测试试验系统)主要由涡流探头、Agilent 4294a精密阻抗分析仪以及计算机组成，如图2所示.

图2 硬度测试系统实物 Fig.2 Photo of mechanics performance measurement system

[1] 左倩, 刘剑, 兰乔, 等. 塑料模具钢S136与Fs136的退火/淬火组织及力学性能对比[J]. 材料热处理学报, 2016, 37(2): 93-99.

R1 和L1分别为传感器探测线圈的电阻与电感；在被测试件感应的电涡流回路看作电感L2与电阻R2串联组成的短路次级，其中K为探测线圈与涡流回路的互感系数，如图3所示.

图3 传感器等效模型 Fig.3 Equivalent circuit model of sensor

可以看出涡流对探测线圈的等效电阻R和等效电感L有很大的影响. 另外，当探测线圈与被测试件的距离发生变化时，探测线圈的阻抗R和电感L会随着互感系数的变化而变化，因此有方程

(1)

式中：h为探测线圈与被测试件距离；μ为试件磁导率；ρ为试件电阻率；f为激励电流频率.

式中：Y为线圈的阻抗幅值，Ω；X为洛式硬度(HRC). 方程(2)～(4)分别给出了通过涡流探头1测得的涡流检测线圈阻抗幅值与硬度之间的关系式，确定系数分别为R2=0.92、0.91、0.91.

探测线圈是涡流探头的核心部件之一，主要由骨架和线圈构成，并采用环氧树脂固定线圈. 涡流探头设计时需要考虑其灵敏度和空间分辨率. 为了研究分析不同涡流探头对硬度测试效果，制作了3种不同的涡流探头，其结构参数、谐振频率及电感值如表1所示.

表1 不同涡流探头的性能参数

Table 1 Different performance parameters of eddycurrent probes

参数传感器1传感器2传感器3内径/mm242外径/mm864高度/mm365线径/mm0.100.100.05电感值/mH0.590.352.37谐振频率/MHz2.862.330.99

第2种实时测试系统主要包括针式电磁传感器、虚拟示波器、扫描运动平台等，如图4所示. 针式电磁传感器主要由针式坡莫合金磁芯、励磁线圈和接收线圈组成. 励磁线圈结构参数为84匝，0.3 mm线径，厚度为15 mm，内半径和外半径分别为2.7 mm和5.4 mm. 接收线圈参数为750匝，0.13 mm线径，厚度为6.3 mm，内半径和外半径分别为2.7 mm和5.4 mm. 该传感器工作原理如图5所示，当励磁线圈通以交变电流I1时，磁芯针尖处会产生局部磁场，根据电磁感应定律，会产生交变磁场H1，由于被测金属试件置于变化的磁场中，试件内部会产生感应电流称为涡流I2，同样会产生变化的磁场H2. 根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，磁场H2的方向与H1的方向相反，接收线圈位于针尖式磁芯锥体段处，用来接收感应涡流产生的磁场H2与励磁线圈产生的磁场H3的合成磁场.

图4 硬度实时测试系统实物 Fig.4 Photo of mechanics performance measurement system

图5 针式电磁传感器工作原理 Fig.5 Working principle of needle electromagnetic sensor

2 试验样品制备

用于试样制备的S136钢和45号钢的几何尺寸分别为(长×宽×厚)：35 mm×35 mm×2 mm和100 mm×100 mm×4 mm. 2种碳钢的化学成分见表2. 对于S136钢，采用850 ℃预热以减小模具变形和热应力影响，采用1 010～1 040 ℃淬火，在不同温度下进行回火，以得到不同硬度的试件. 45号钢的热处理采用860 ℃正火以细化颗粒，再进行850 ℃淬火，最后以不同温度回火. 图6显示了2种试件不同回火温度与试件硬度之间的关系，可以看出2种模具钢的硬度随回火温度增加而降低.

标准方面，因五味子、南五味子炮制饮片规格多，并且各地方饮片标准不完善，存在无标准或有标准而无检验项目的情况。另外，本次在国抽样品检验基础上对五味子标准的【鉴别】项进行了探索性研究，新建立的薄层鉴别法增加了五味子醇甲和五味子乙素为指标性成分，能有效区分五味子和南五味子。建议修订其薄层色谱鉴别项，提高五味子药材及饮片标准鉴别项目的专属性，从而可有效区分以南五味子冒充五味子的情况。

表2 被测试件化学成分列表

Table 2 Chemical components of the tested specimens %

被测试件w(C)w(Si)w(S)w(Mn)w(P)w(Ni)45号钢0.470.200.00580.590.021S136钢0.350.800.030.500.030.30

3 硬度的涡流表征

我的这种思想在白丽筠看来洞若观火，正因为她把我看穿了，才心有戚戚焉，对我失去了信心。不管我多么牛逼，信誓旦旦地宣称我还一如既往地爱着她，请她打消我曾产生辜负她的念头，但是这些话既然有说谎的成分，说出嘴来就觉得味道不对，哪里还能打动得了人呢？白丽筠虽然并不拆穿我，但是嘴角一丝讥讽的笑意，显然对我的说辞并不认真相信。

图6 回火温度与硬度之间的关系曲线 Fig.6 Temper temperature and hardness fit straight lines

3.1 45号钢测试结果

图7展示了在工作频率200 kHz时，采用阻抗分析仪以及相关的测试系统，3种不同涡流传感器的测试结果. 从图中可以看出，随着试件硬度增加，涡流阻抗幅值增大，在一定的范围内呈线性关系

Y=0.69X+743.1

(2)

Y=0.26X+447.2

(3)

Y=1.12X+3 036

(4)

当探测线圈与被测试件的距离h和激励电流频率一定时，则只有被测试件的磁导率和电导率影响探测线圈的阻抗和电感，故而可以通过阻抗的变化区分试件的力学性能.

图7 45号钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值拟合直线 Fig.7 Fitted curve of 45# steel between hardness and impedance amplitude

采用第2种试验测试系统，对45号钢硬度进行测试. 试验测试得到的时域信号很难获得有效的信息，为此采用傅里叶变化将时域信号转换到频域中进行分析. 图8给出了典型的信号频域图.

图8 典型接受信号频谱图 Fig.8 Spectrogram of the typical received signal

一般地，从时域信号中很难区分试件的力学性能，将激励信号和接受信号的时域信号，通过傅里叶变化方法转化到频域下进行分析，分别提取激励频率下的幅值，用Z1和Z2表示. 定义比例系数m 为Z1和Z2的比值，即m= Z1/Z2，提取比例系数的幅值去表征被测试件的力学性能. 设置AN为传感器测试空气得到的幅值比，AS为传感器测试试件得到的幅值比，最后用信噪比SNR反映被测试件的硬度.

2) 污染土中Pb赋存形态的改变是改性磷矿渣和普通硅酸盐水泥稳定土Pb变化的主要原因，普通硅酸盐水泥可促进Pb从弱酸提取态向可还原态转化，而改性磷矿渣可促进Pb从弱酸提取态向可氧化态转化.

(5)

[76]Economic Survey of Burma, 1954, Rangoon: Superintendent, Union Govt Printing and Stationery, 1954, p.10.

Y=0.01X+7.4

(6)

式中：Y为信噪比；X为洛式硬度(HRC).

图9 45号钢硬度与信噪比之间的拟合曲线 Fig.9 Fitted curve of 45# steel between hardness and signal noise ratio

通过采用2种不同的试验平台和传感器测试45号钢的硬度，得到的结果趋势一致性较好，相互验证了试验方法和数据处理方法的可靠性.

3.2 S136钢测试结果

本节采用同样的数据采集方式和数据处理方法得到频率为200 kHz时，3种不同涡流探头的测试结果，如图10所示. S136模具钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值之间的关系式分别为

Y=-0.106X2+5.866X+770

(7)

Y=-0.04X2+2.305X+452.9

(8)

Y=-0.156X2+8.815X+3 100

(9)

式中：Y为线圈的阻抗幅值，Ω；X为洛式硬度(HRC). 确定系数R2分别为0.94、0.94、0.95.

图10 S136模具钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值拟合曲线 Fig.10 Mechanical properties and magnetic parameters fit curves of S136 steel

从拟合曲线可以看出，随着S136试件洛式硬度增加，涡流检测线圈阻抗幅值减小，在一定的范围内呈抛物线趋势.

同样采用第2种试验测试系统，对S136钢硬度进行测试. 试验测试得到的时域信号同样采用傅里叶变化将时域信号转换到频域中进行分析. 图11给出了S136钢硬度与针式电磁探头测试得到的信噪比的拟合曲线. 通过针式电磁探头测试得到的信噪比与硬度之间的关系式为

Y=-0.003X2+0.2X+2.95

(10)

式中：Y为信噪比；X为洛式硬度(HRC).

①宋人对唐诗“三唐”分期之说中北宋人杨龟山首次分唐诗为“盛唐、中唐、晚唐”(见〔元〕王构《修辞鉴衡》引《龟山诗话》)。“晚唐”时间上指唐末(唐季)咸通(860)以后，如计有功《唐诗纪事》，甚或等同“唐末五代”，如《蔡宽夫诗话》“晚唐诗格”条。陆游所谓的“唐末诗”时限是大中(847-859)以后。

同样，通过采用2种不同的试验平台和传感器测试S136模具钢的硬度，得到的结果趋势一致性较好，再次相互验证了试验方法和数据处理方法的可靠性.

图11 S136钢硬度与信噪比之间的拟合曲线 Fig.11 Fitted curve of S136 steel between hardness and signal noise ratio

不同的涡流探头对45号钢和S136钢的硬度测试能力不同. 为了研究涡流探头的灵敏度，定义硬度与涡流检测线圈阻抗幅值的拟合曲线为y = f(x),当y = f(x)为直线时其斜率为k. 当k>0时，k值越大，拟合直线斜率越大，说明涡流探头的灵敏度越高；当k<0时,k值越小，拟合直线斜率越大，说明涡流探头的灵敏度越高. 根据导数的几何意义可知，当y=f(x)为曲线时，在点M(x0，f(x0))处的切线斜率可以用函数y=f(x)在点x0 处的导数表示，即f′(x0)=tan θ，其中T为拟合曲线y=f(x)在点M(x0，f(x0))处的切线方程，如图12所示. 当f′(x0)>0，其值越大，说明涡流传感器的灵敏度越高，当f′(x0)<0，其值越小，说明涡流探头的灵敏度越高.

表3列出了不同频率下45号钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值拟合直线的斜率k和S136钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值拟合曲线的最大切线斜率用TMAX表示. 通过对比可以看出，不同涡流探头的灵敏度不同，在同一频率下，线圈本身的电感值越大，45号钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值拟合直线的斜率k越大，S136钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值拟合曲线的最大切线斜率越小，涡流探头越容易分辨试件硬度微小变化量.

图12 拟合方程y=f(x)为直线和曲线时斜率示意图 Fig.12 Schematic diagram of the slope when fitting equation y=f(x) is a straight line and curve

另外，探头的品质因子对测试结果也有较深的影响，其表达式为

采用SPSS 20.0软件作统计学分析，计量资料数据均采用表示，计量资料间均数的差异比较用t检验，计数资料采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

Q=wL/R

(11)

式中：Q为涡流探头品质因子； w为频率，Hz；L为电感，H；R为电阻，Ω.

表3 硬度与涡流检测线圈阻抗幅值拟合方程斜率

Table 3 Slope of fitting equation between mechanical properties and the eddy current parameters

f/kHzkTmax探头1探头2探头3探头1探头2探头31000.350.130.48-2.601-0.935-3.4082000.690.261.12-5.684-2.087-8.2483000.980.401.86-8.406-3.082-13.891

同一涡流传感器，品质因子Q随着频率在一定范围内的增加，探头灵敏度也随之增加.

4 结论

[4] KASHEFI M, RAFSANJANI A, KAHROBAEE S, et al. Magnetic nondestructive technology for detection of tempered martensite embrittlement [J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2012, 324: 4090-4093.

45号钢硬度与针式电磁探头测试得到的信噪比的拟合直线，如图9所示. 通过针式电磁探头测试得到的信噪比与硬度之间的关系式为

2) 通过采用3种不同的涡流传感器测试45号钢和S136钢硬度，可以发现传感器的电感值对测试结果有很大影响，传感器本身电感值越大，传感器灵敏度越高，越容易分辨硬度变化量.

3) 采用第2种测试平台和传感器对45号钢和S136钢硬度进行评估，可以看出测试结果与第1种测试平台得到的测试结果趋势一致，相互验证了试验方法与数据处理方法的可靠性.

[44] US Department of State, Testimony Before the House Committee on Foreign Affairs Subcommittee on Asia and the Pacific, February 5, 2014, https://2009-2017.state.gov/p/eap/rls/rm/2014/02/221293.htm.

参考文献：

在电涡流传感器工作时，可以用变压器模型解释涡流传感器探测线圈与被测试件之间的耦合关系. 涡流检测原理：根据电磁感应定律，当探测线圈通以交变电流I1并置于被测试件上方后，将产生交变磁场H1. 被测金属试件置于H1中，试件内部会产生感应电流，称为涡流I2，并产生方向磁场H2. 根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，磁场H2的方向与H1的方向相反.

主体要素是以国家司法机关、行政机关为主的全社会力量。要求发动组织和全社会的人关心和参与治理犯罪。［5］科技是总体国家安全观重点涉及的领域，高新技术犯罪将会给国家安全造成巨大隐患。只有动员全社会的力量才能切实有力的预防此类犯罪，使危害国家安全者无处藏身，危害国家安全的行为无法得逞。［6］践行总体国家安全观有利于凝聚预防人工智能犯罪的磅礴力量，构筑起多元主体参与的犯罪预防体系。众人拾柴火焰高，相关主体应积极行动起来，为构筑起多元主体参与的犯罪预防体系添砖加瓦。

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1) 在一定范围内，45号钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值保持一定的线性关系，其线性拟合系数为0.92. S136钢硬度与涡流检测线圈阻抗幅值呈现抛物线非线性关系，其拟合系数为0.94.

对2类模具钢进行涡流测试时，3种传感器的工作频率分别为100、200、300 kHz. 每个试件重复进行5次测试. 将测试所得的阻抗幅值平均值与图6中的硬度值进行回归分析，以得到两者间的关系方程.

4.用氯化钠3.5 g、碳酸氢钠2.5 g、氯化钾1.5 g、葡萄糖20 g、氟哌酸散4 g、加水1 000 ml，充分摇匀溶解，每次口服80～100 ml，每日早晚各1次。

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园艺景观设施的种类很多，根据不同的作用需要选用不同的材料。温室的材料有玻璃材质和塑料聚碳酸酯材料，温室的种类分为独栋和连栋，温室的外形分为单屋面和双屋面，温室的加温情况分为加温和不加温两种。一般的温室都需要进行密封保温，也要注意通风和降温。随着温室技术的不断发展，新型温室不仅可以自动调节湿度、光照等，也可以直接通过电脑进行远程控制，将各项指标调节到最合适的状态。考虑到景观要求，目前主要采用包含通风系统、内外遮阳系统、温控系统的智能玻璃温室。

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专注不等于固步自封，一直以来，国威将前瞻适用的技术应用于裁切设备的研发，早在2009年就推出了67小型切纸机，填补了当时国内数码切纸机的空白。在林孝国的诠释中，数码切纸机就是“傻瓜机”，客户不需要掌握特别的技艺就能进行操控。而对于最近出现频率颇多的“智能化”，国威也早有考虑，今年6月，公司将名称从原来的“浙江国威印刷机械有限公司”更改为现在的“浙江国威智能设备有限公司”或正是其布局之一。在明年召开的PRINT CHINA 2019上，我们或将看到国威推出的智能化的无人操作的设备。

3)实景仿真实验以互联网为基础，可以更加便利的将多媒体信息引入教学活动，实现多元化的沟通，例如：语音传送，图片传送甚至视频对话，这种高效直观便利的沟通方式能够大大的提升教师和学生对于课程教学活动的全程参与度.同时该教学方法不受场地、时间等多方面的限制，使得参与者以更灵活的方式融入到教学活动中.

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