[發(fā)明專(zhuān)利]一種扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮陣列傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410213487.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104007180B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉增華;樊軍偉;胡亞男;張禎;何存富;吳斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/07
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/07;H01F1/057;H01F7/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 紀(jì)佳

1.一種扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮陣列傳感器，采用改進(jìn)后平面螺線(xiàn)管陣列(Modified Planar Solenoid Array,MPSA)線(xiàn)圈的磁致伸縮傳感器為陣列單元，其包括銣鐵硼磁鐵(1)，傳感器外殼(2)，MPSA線(xiàn)圈(3)，鎳帶(4)；鎳帶(4)粘接或固定于檢測(cè)管道外表面一周，銣鐵硼磁鐵(1)置于鎳帶(4)上且環(huán)向均勻布置管道外表面一周，傳感器外殼(2)由多個(gè)相同單元組成，不同的傳感器外殼(2)的組成單元的邊緣設(shè)置凸塊或凹槽，所述的凸塊或凹槽互相拼接進(jìn)行裝配，環(huán)向均勻布置于管道一周；將線(xiàn)圈纏繞在傳感器外殼(2)單元上分布的扇形臺(tái)階上，繞制成MPSA線(xiàn)圈(3)，銣鐵硼磁鐵(1)和MPSA線(xiàn)圈(3)沿管道周向依次分布；將所有傳感器外殼(2)單元上纏繞的MPSA線(xiàn)圈(3)并聯(lián)，保證不同傳感器外殼(2)單元上纏繞的MPSA線(xiàn)圈(3)中的電流，在同一時(shí)刻方向一致，基于磁致伸縮效應(yīng)，緊貼管道外表面布置的鎳帶(4)產(chǎn)生方向一致的剪切變形，并將這種剪切運(yùn)動(dòng)傳遞給管道，有效在管道中激勵(lì)出扭轉(zhuǎn)模態(tài)；

傳感器外殼(2)由4個(gè)相同單元組成，每個(gè)構(gòu)成傳感器外殼(2)的單元沿著管道的軸向分布數(shù)個(gè)等距扇形臺(tái)階，兩側(cè)分布有凸塊和凹槽，將不同傳感器外殼(2)單元環(huán)向連接，形成一個(gè)環(huán)形分布于管道的傳感器；每個(gè)單元上分布的扇形臺(tái)階的個(gè)數(shù)能夠根據(jù)實(shí)際檢測(cè)管道直徑調(diào)整。

2.如權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮陣列傳感器，其特征在于：銣鐵硼磁鐵(1)形貌為扇形，沿兩側(cè)極化，環(huán)向均勻布置管道一周，在管道表面附近產(chǎn)生環(huán)向分布靜磁場(chǎng)，相鄰的兩個(gè)銣鐵硼磁鐵(1)距離最近的側(cè)表面磁極相反，使磁場(chǎng)線(xiàn)沿環(huán)形方向一致即順時(shí)針或逆時(shí)針傳遞。

3.如權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮陣列傳感器，其特征在于：MPSA線(xiàn)圈(3)選擇銅漆包線(xiàn)，將線(xiàn)圈纏繞在傳感器外殼(2)單元上分布的扇形臺(tái)階，每個(gè)扇形臺(tái)階上繞制線(xiàn)圈呈扇形螺線(xiàn)管狀，適用于管道布置和陣列，漆包線(xiàn)每繞完一個(gè)扇形臺(tái)階改變一次纏繞方向，即讓相鄰兩個(gè)扇形螺線(xiàn)管狀線(xiàn)圈一個(gè)為順時(shí)針?lè)较蚶p繞，另一個(gè)為逆時(shí)針?lè)较蚶p繞；相鄰兩個(gè)扇形螺線(xiàn)管線(xiàn)圈間距D等于設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮陣列傳感器理論中心頻率對(duì)應(yīng)的半波長(zhǎng)λ/2。

4.如權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮陣列傳感器，其特征在于：鎳帶(4)長(zhǎng)度為管道外表面周長(zhǎng)，寬度為研制的扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮陣列傳感器線(xiàn)圈覆蓋的寬度，鎳帶(4)的邊緣需要打磨變薄。