[發明專利]用于測量應力的包含磁彈性材料層的傳感器以及制造層的方法

無效

• 申請號: 200980137591.4
• 申請日: 2009-08-19
• 公開（公告）號: CN102165299A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: H·林;A·米尼奧塔斯
• 申請（專利權）人: ABB公司
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10;H01L41/12;H01L41/22;C23C24/04;C23C4/12
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

1.一種用于制造形成于承載構件(1)上的磁彈性材料層(3)的方法，所述層意圖用于通過在磁彈性層中產生時變磁場以及檢測所述層中磁導率的變化，測量由施加到所述承載構件上的力引起的應力，其特征在于，所述方法包括以至少300m/s的速度朝向所述承載構件的表面，加速具有平均尺寸在10μm到50μm范圍內的軟磁性并且磁彈性的材料的顆粒，使得被加速顆粒的平均溫度不高于所述磁彈性材料熔化溫度以上500攝氏度，但是也不低于所述磁彈性材料的熔化溫度以下500攝氏度。

2.根據權利要求1的方法，其中所述顆粒的平均溫度不低于所述熔化溫度以下200攝氏度，且也不高于所述熔化溫度以上200攝氏度。

3.根據權利要求1的方法，其中所述顆粒的平均溫度不低于所述熔化溫度以下100攝氏度，且也不高于所述熔化溫度以上100攝氏度。

4.根據任一項前述權利要求的方法，其中借助于溫度在1500到1900攝氏度范圍內的氣體加速所述顆粒。

5.根據任一項前述權利要求的方法，其中所述磁彈性材料的顆粒具有在10μm到30μm范圍內的平均尺寸。

6.根據任一項前述權利要求的方法，其中借助于高速熱噴鍍方法將所述顆粒施加到所述承載構件。

7.根據任一項前述權利要求的方法，其中所述顆粒由合金制成，在所述合金中，鐵在23-65％的重量百分比范圍內，優選地，25-50％的重量百分比，且最優選地30-45％的重量百分比，以及鎳在35-77％的重量百分比范圍內，優選地50-75％的重量百分比，且最優選地55-70％的重量百分比。

8.一種傳感器，其用于測量由施加到承載構件(1)上的力引起的應力，其中所述傳感器包括形成于所述承載構件上的磁彈性材料層(3)，且所述傳感器被設置用于：在磁彈性層中產生時變磁場，檢測所述層中磁導率的變化，以及基于檢測到的所述層中磁導率的變化而確定所述應力，

其特征在于，所述層不均勻，且包含平均晶粒尺寸低于100nm且具有第一化學組分的第一相，以及具有顯著不同化學組分的第二相(17)，所述第一相由所述第二相分割成平均尺寸在100nm到10000nm范圍內的區域(18)，且所述區域中的多個區域具有低于1％的重量百分比的氧水平。

9.根據權利要求8的傳感器，其中所述第二相具有超過5％的氧水平。

10.根據權利要求8或者9的傳感器，其中所述層包含多個被所述第一和第二相包圍的顆粒，且每個顆粒包含一個或者多個平均尺寸在100nm到10000nm范圍內且氧水平低于1％的重量百分比的晶粒。

11.根據權利要求8-10中任一項權利要求的傳感器，其中第一相占到所述層的10-90％的重量百分比。

12.根據權利要求8-11中任一項權利要求的傳感器，其中通過熱噴鍍包含平均尺寸在10-50μm范圍內的材料顆粒的粉末，將所述磁彈性層形成在所述構件的表面上，以及所述第一及第二相由熔化的或者部分熔化的材料顆粒構成。

13.根據權利要求8-12中任一項權利要求的傳感器，其中所述磁彈性材料包含至少60％的原子百分比的金屬或者金屬合金，其中所述金屬或金屬合金包含選自鐵、鎳及鈷構成的組中的一個或者多個組分。

14.根據權利要求8-13中任一項權利要求的傳感器，其中所述磁彈性材料包含23-65％的重量百分比范圍內的鐵，以及35-77％的重量百分比范圍內的鎳。

15.根據權利要求8-14中任一項權利要求的傳感器，其中所述層中至少50％的重量百分比的所述磁彈性材料具有低于1％的重量百分比的氧水平。

16.根據權利要求8-15中任一項權利要求的傳感器，其中所述磁彈性材料包含23-65％的重量百分比范圍內的鐵，優選地25-50％的重量百分比，且最優選地30-45％的重量百分比，以及在35-77％的重量百分比范圍內的鎳，優選地50-75％的重量百分比，且最優選地55-70％的重量百分比。

17.用于測量交通工具中的扭矩的、根據權利要求8-16中任一項權利要求的傳感器的使用。