磁粉探伤属五大常规无损检测手段之一，具有设备简单、操作方便、观察缺陷直观、灵敏度高的特点，是铁路车辆零部件无损检测中应用最广泛的一种方法[1]。轮轴、钩尾框、制动梁等各类车辆零部件专用磁粉探伤设备，在铁路车辆检修中有非常重要的作用。指示装置是磁粉探伤设备的必要组成部分，用来控制和监视磁化电流[2]。指示装置的合理选用和准确显示对于确保磁化规范参数的实现至关重要。
铁路车辆零部件磁粉探伤设备大多采用大电流小电压的周向、纵向复合磁化方式。目前现场应用的磁化指示装置中，周向磁化电流指示装置均采用电流表，纵向磁化电流指示装置有2种：电流表和磁势表[3]（本质为电流表）。
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电流表负载能力一般不超过100 A，而铁路车辆专用磁粉探伤设备上使用电流表，其额定磁化电流一般均超过100 A。为准确显示较大电流，工程上通常采用在设备上加装一定变比互感器及相应变比电流表的方式，实现将大电流转换为检测用的小电流，再将小电流示值按比例在电流表上还原为大电流的功能，从而确保实际磁化电流与电流表示值一致。现场经常发现设备装用电流表的变比与互感器变比不一致的情况，导致磁化电流指示失真。
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目前，在磁粉探伤设备上装用的纵向磁化电流指示装置采用电流表和磁势表的均有，表盘单位有kA、kAN及kAT三种不同显示（见图1）。纵向磁化电流表与磁势表是否具有互换性、怎样互换等问题给实际应用造成了一定困扰。
电流互感器（Current Transformer，CT）的作用是将数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来实现大电流测量[4]。为便于二次仪表测量，需要转换为较统一的电流（GB 1208—2016规定电流互感器的二次额定电流为1 A和5 A，优选值为5 A）。如变比为3 000 A/5 A的电流互感器，可把实际为3 000 A的电流转变为5 A的电流。
图1 同一设备装用过的各指示装置
电流互感器是依据电磁感应原理制成的，由闭合的铁芯和绕组组成。其一次侧绕组匝数很少，串联在需要测量的电流线路中，通常有线路的全部电流流过；二次侧绕组匝数较多，串联在测量仪表中（见图2）。
互感器两侧电流及绕组匝数存在如下关系：
式中：N1为一次侧绕组匝数；I1为一次侧电流值；N2为二次侧绕组匝数；I2为二次侧电流值。
设电流互感器的变比为K，则K=I1/I2=N2/N1（如3 000 A/5 A的电流互感器的变比K=3 000 A/5 A=600）。
为准确指示一次侧的真实电流，配套使用的电流表变比也必须为3 000 A/5 A。该变比电流表表示其允许通过的最大电流为5 A，此时仪表盘上显示电流值为3 000 A。
图2 互感器原理
如3000型磁粉探伤设备，出厂额定周向磁化电流为3 000 A，应装用最大量程3 000 A的电流表（变比为3 000 A/5 A），以实现与设备所装用互感器变比的一致性，但使用过程中因电流表需定期拆卸进行计量检定，有可能更换为最大量程3 500 A的电流表（变比3 500 A/5 A），在电流互感器未发生改变的情况下，实际为2 400 A的磁化电流值将显示为2 800 A。
磁势表不是基础测量仪表，不能用来直接测量磁势这个物理量。其本质是电流表，实际使用的磁势表均是通过磁化电流、线圈匝数及磁势三者的换算关系，将电流表表盘单位及刻度进行修改后得到，其使用受设备磁化线圈匝数的直接影响，无法互换使用。
1.3.2 繁育系数 在大豆完熟期，对每个小区进行对角线取样，测量10株大豆的粒数，并按照以下公式计算繁育系数(中华人民共和国农业部，2013年)。
目前铁路车辆检修相关工艺及专用设备检修维护相关规程中均未明确要求探伤设备用磁化电流表的选用必须与设备互感器的变比一致，这使得现场电流表装用只关注表盘最大量程不得低于工艺要求的最大额定磁化电流，而忽略了电流表与设备互感器变比是否一致的问题，从而极易导致电流指示失真。
铁路车辆零部件磁粉探伤在磁化电流确定范围后，日常通过卡控电流表示值及A1-15/50试片的显示情况来判断设备状态是否良好。而A1-15/50试片由软磁质材料制成，在微弱空间磁场作用下即可完整清晰显示，无法真正判定设备磁化效果是否良好。当探伤作业零部件表面磁场强度达不到2 400 A/m的基本磁场强度时就无法形成足够的漏磁场，从而导致小裂纹漏检。
铁路车辆检修相关工艺及专用设备检修维护相关规程中对设备纵向磁化指示装置的选用规定不够明确。现场作业人员不清楚磁化电流表和磁势表的本质区别，将二者随意混装，导致指示装置的读值出现很大偏差。
磁势表非GB/T 7676—1998规定的标准仪表，现场装用的磁势表均为设备制造单位专门订制。如遇仪表损坏，设备使用部门无法找到互换仪表。计量部门在对磁势表进行定期拆卸检定时，也无相应计量检定标准。
（1） 建议在铁路车辆检修相关工艺及专用设备检修维护相关规程中，明确设备所装用磁化电流表的变比需与设备互感器的变比一致；对纵向磁化指示装置进行统一，采用纵向磁化电流表。
（2） 建议在铁路专用磁粉探伤设备相关使用说明中，明确设备装用互感器变比；明确设备纵向磁化线圈匝数，以及纵向电流与纵向磁势的换算关系。
（3） 建议设备制造单位在设备设计制造时，纵向磁化指示装置统一采用电流表。
案例教学法是一种动态性、开放式和启发式的教学方式，它强调学生的主体性、能动性、积极性和主动性的充分发挥，引导学生通过对案例的调研、分析、讨论、辩论、探究和归纳总结等，对所学习过的基础理论知识进行延伸和拓展，不仅有助于开阔学生的思维，开发学生的潜能，提高独立思考的能力和动手能力，系统地学习基础理论知识，并将它灵活地应用在分析和解决问题能力上，而且促进教师不断继续学习理论知识和提高生产实践能力，将教学、理论学习、实践和科研有机结合起来，及时补充和完善自身的不足和短板，有利于不断提高教学效果和质量，以便培养具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用性纺织技术专门人才[1-2]。
参考文献
[1] 张斌，陈雷. 我国铁路货车车轮技术发展[J]. 中国铁路，2006(7)：53-55.
[2] 中国铁路总公司. 铁路货车轮轴组装、检修及管理规则[M]. 北京：中国铁道出版社，2016.
[3] 刘吉远，陈雷. 铁路货车轮轴技术概论[M]. 北京：中国铁道出版社，2009.
[4] 王浩. 电工学[M]. 北京：中国电力出版社，2009.
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