[發(fā)明專(zhuān)利]一種柔性貼片式磁致伸縮導(dǎo)波傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110420105.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113176343B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴翠祥;解晨曦;劉天浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/24
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/24;G01N29/04;G01N29/06
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.一種柔性貼片式磁致伸縮導(dǎo)波傳感器，其特征在于：該傳感器從下到上依次為圓形磁致伸縮貼片(3)、環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈(2)、環(huán)形偏置磁場(chǎng)線(xiàn)圈(1)和表面保護(hù)層(11)，整體呈圓形柔性四層薄膜結(jié)構(gòu)，層與層之間通過(guò)粘接而成，易于在曲面被測(cè)結(jié)構(gòu)上粘貼；環(huán)形偏置磁場(chǎng)線(xiàn)圈(1)和環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈(2)分別與環(huán)形偏置磁場(chǎng)線(xiàn)圈連接導(dǎo)線(xiàn)(4)和環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈連接導(dǎo)線(xiàn)(5)相連接；

使用時(shí)將所述傳感器通過(guò)粘接劑(15)固定在被測(cè)結(jié)構(gòu)表面，通過(guò)在環(huán)形偏置磁場(chǎng)線(xiàn)圈(1)通入矩形長(zhǎng)脈沖電流以及環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈(2)中高頻短脈沖電流，從而分別在圓形磁致伸縮貼片(3)中感應(yīng)徑向的準(zhǔn)靜態(tài)矩形長(zhǎng)脈沖強(qiáng)偏置磁場(chǎng)(10)和高頻動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)(9)，基于磁致伸縮效應(yīng)在圓形磁致伸縮貼片(3)中產(chǎn)生高頻徑向磁致伸縮力(8)，從而激發(fā)沿所述傳感器徑向傳播的S₀模態(tài)單模態(tài)超聲導(dǎo)波(7)，S₀模態(tài)單模態(tài)超聲導(dǎo)波(7)通過(guò)粘接劑(15)耦合到被測(cè)結(jié)構(gòu)中，并在被測(cè)結(jié)構(gòu)中向四周擴(kuò)散，當(dāng)遇到被測(cè)結(jié)構(gòu)中缺陷或損傷時(shí)產(chǎn)生反射，反射回傳感器的超聲導(dǎo)波與準(zhǔn)靜態(tài)矩形長(zhǎng)脈沖強(qiáng)偏置磁場(chǎng)(10)相互作用，基于磁致伸縮逆效應(yīng)接收回波信號(hào)，通過(guò)環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈連接導(dǎo)線(xiàn)(5)接收信號(hào)，通過(guò)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行分析和缺陷成像，對(duì)缺陷或損傷進(jìn)行定位，并且辨別缺陷或損傷的大??；該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)S₀單模態(tài)超聲導(dǎo)波激發(fā)、接收，且具有轉(zhuǎn)化效率高和功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性貼片式磁致伸縮導(dǎo)波傳感器，其特征在于：所述環(huán)形偏置磁場(chǎng)線(xiàn)圈(1)、環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈(2)、圓形磁致伸縮貼片(3)均為柔性薄膜結(jié)構(gòu)，具有相同的外徑；環(huán)形偏置磁場(chǎng)線(xiàn)圈(1)和環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈(2)通過(guò)柔性印刷電路工藝制作，圓形磁致伸縮貼片(3)由韌性高磁致伸縮效應(yīng)材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性貼片式磁致伸縮導(dǎo)波傳感器，其特征在于：所述環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈(2)的寬度d即內(nèi)外半徑差為其外直徑D的四分之一，所激發(fā)的S₀模態(tài)單模態(tài)超聲導(dǎo)波(7)的波長(zhǎng)λ為環(huán)形信號(hào)收發(fā)線(xiàn)圈(2)外直徑D的三分之二。