开放磁路式磁致伸缩导波传感器原理的实验研究.pdf

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1、2014年第33卷第l2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)17DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)12--0017-03开放磁路式磁致伸缩导波传感器原理的实验研究丁秀莉，武新军，孙鹏飞(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：磁致伸缩导波技术具有单点激励即可实现长距离检测的优点，但在检测非铁磁性构件或端部外露构件时面临难题。在分析已有磁致伸缩导波传感器检测原理的基础上，提出首先利用磁致伸缩效应在铁磁性波导管中产生导波；然后通过端部将其传人构件实现检测的原理，构建了开放磁路式磁致伸缩导波传感器

2、原理的研究实验平台。采用270kHz的纵向模态导波，在长2800mm，壁厚2．5mm的25mm低碳钢钢管上可检测出0．5mm深刻槽和5mm的通孔缺陷，且在长2800mm，壁厚2．5mm的~25mm不锈钢钢管上可得到明显的端部回波信号，从而为该传感器进一步应用于非铁磁性或端部外露构件检测提供了依据。关键词：磁致伸缩效应；传感器；导波；波导管；开放式磁路中图分类号：TG115．28文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)12-0017-03Experimentalresearch0nprinciple0fopenmagneticci●rcui-t·mat~net·ost·ri-ct

3、·i●vegui⋯dedWaVeSenS0rDINGXiu—li．WUXin—jun．SUNPeng—fei(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Magnetostrictiveguidedwavetechnologycanrealizelongdistancetestingwithsinglepointexcitation，however，itfaceschallengeswhentestingnon—ferro

4、magneticcomponentsorcomponentswithexposedends．Onthebasisofanalyzingtestingprincipleofexistingmagnetostrictiveguidedwavesensors，firstly，proposeusingmagnetostrictiveeffecttogenerateguidedwaveinferromagneticwaveguidetube；andthentransfersthewavetocomponenttobetested，andalsolaboratoryplatformforprincipl

5、eresearchonopenmagneticcircuitmagnetostrictiveguidedwavesensorisbuih．Longitudinalmodewaveguideof270kHzisusedtodetectthenotchwith0．5mmthicknessandthrough—holedefectof5mmina25mm—diameter．2．5mm．wallthickness．2800mm—lengthlowcarbonsteelpipe，andthesensoralsocanreceiveobviousendechosignalina25mm—diameter

6、，2．5mm—wallthickness，2800film-lengthstainlesssteelpipe，whichprovidesbasisforfurtherapplicationindetectionofnon—ferromagneticorend-exposedcomponent．Keywords：magnetostrictiveeffect；sensor；guidedwave；waveguidetube；openmagneticcircuit0引言其利用永久磁铁在铁磁性波导管中形成开放磁路的偏置磁磁致伸缩导波技术只需单点激励，即可实现长距离检场，再利用磁致伸缩效应在波导管中产生

7、导波，然后通过端测，大大节省了检测时间。传统的磁致伸缩纵向导波传感部将其传人构件进行检测，为检测换热管等端部外露构件器是借助衔铁，使永久磁铁、被测构件和衔铁三者构成闭合提供了一种可能的方法。此外，相比已有的磁致伸缩传感磁回路，而检测线圈则需安装在位于磁路中的构件部位器而言，该传感器可直接用于检测非铁磁构件，而无须粘结上。该结构的传感器需要在构件中形成均匀的偏置磁镍带等磁致伸缩材料。因此，提出的开放磁路式磁致伸