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磁致伸缩效应在圆管中激励纵向导波的理论和试验研究

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机械工程学报 2005年第10期41卷 174-179页

作者：王悦民康宜华武新军海军工程大学船舶与动力学院武汉430033 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

分析了导波在圆管中传播的模态,探讨了在圆管中激励纵向导波的磁致伸缩作用力模型。纵向导波由平行于圆管轴向的磁致伸缩力的作用而产生,磁致伸缩力除与被检测材料的特性有关外,主要取决于设置的静态偏置磁场和交变磁场的耦合作用。根... 详细信息

分析了导波在圆管中传播的模态,探讨了在圆管中激励纵向导波的磁致伸缩作用力模型。纵向导波由平行于圆管轴向的磁致伸缩力的作用而产生,磁致伸缩力除与被检测材料的特性有关外,主要取决于设置的静态偏置磁场和交变磁场的耦合作用。根据该模型设计了在圆管中激励纵向导波的磁致伸缩传感器,试验中获得了纵向导波,并通过磁致伸缩传感器对圆管分别作用不同的静态偏置磁场和交变磁场,试验研究两者对激励的纵向导波的影响。结果表明:作用于圆管上的静态偏置磁场与激励的纵向导波幅值呈抛物线关系,在低偏置磁场作用下,纵向导波幅值随着偏置磁场的增加而增大,在高偏置磁场作用下,纵向导波幅值随着偏置磁场的增加反而减小。导波在圆管中传播时,存在多模式和频散特性,交变磁场大小与激励的纵向导波幅值之间呈非线性关系。

关键词：磁致伸缩效应导波无损检测圆管

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磁致伸缩效应及其在无损检测中的应用研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2005年第1期33卷 75-77页

作者：王悦民康宜华武新军华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

对磁致伸缩效应及其起源机制进行了探讨 .阐述了磁致伸缩效应的管道检测原理 ,可归纳为弹性波的产生是基于磁致伸缩效应 ,弹性波的检测是基于磁致伸缩逆效应 .对长约为 6 .716m ,外径 38mm ,壁厚 2 .5mm的样本钢管进行模拟缺陷检测 ,给... 详细信息

对磁致伸缩效应及其起源机制进行了探讨 .阐述了磁致伸缩效应的管道检测原理 ,可归纳为弹性波的产生是基于磁致伸缩效应 ,弹性波的检测是基于磁致伸缩逆效应 .对长约为 6 .716m ,外径 38mm ,壁厚 2 .5mm的样本钢管进行模拟缺陷检测 ,给出了所获得的检测信号 .检测结果表明应用这种方法对钢管缺陷进行无损检测是可行的 .该实验装置简单 ,安装方便 ,而且可对很长的钢管进行快速、大范围检测 .

关键词：磁致伸缩效应无损检测钢管

磁致伸缩效应对GIS超声波局部放电检测的影响及实例分析

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高压电器 2019年第3期55卷 234-238页

作者：宋方超梁雯张春旭林丛玉宋光辉金爱民满超楠国网烟台供电公司山东烟台264000

通过对组合电器(gas insulated switchgear,GIS)进行带电检测可以有效发现设备内部缺陷引起的局部放电。为了提高组合电器超声波局放检测的准确性,避免因误判断引起不必要的停电检修,文中通过一现场检测实例,分析在超声波局放检测中磁... 详细信息

通过对组合电器(gas insulated switchgear,GIS)进行带电检测可以有效发现设备内部缺陷引起的局部放电。为了提高组合电器超声波局放检测的准确性,避免因误判断引起不必要的停电检修,文中通过一现场检测实例,分析在超声波局放检测中磁致伸缩效应与悬浮放电、机械振动的差异。结果表明当有较大负荷电流流过钢制三相分箱式组合电器时,其壳体表面材料分子会产生具有100 Hz频率相关性特征的周期性扰动,其幅值与流经的负荷电流大小成正比,最后提出区分磁致伸缩噪声与放电信号的方法。

关键词：超声波组合电器磁致伸缩效应局部放电检测

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磁致伸缩效应光纤微分干涉电流传感器

光电子．激光 2002年第9期13卷 923-925,929页

作者：王廷云郭强唐明珏周青石志东郑绳楦上海大学光纤研究所上海201800 燕山大学光电子工程系河北秦皇岛066004

基于磁致伸缩效应 ,利用微分干涉仪 ,设计了一种光纤电流传感顺 ,可用于高精度、高灵敏度电流和磁场的测量 ;分析了用磁致伸缩效应实现光纤电流传感器的原理 ,建立了基于磁致伸缩效应传感头的数学模型 ,并通过实验对光纤电流传感器的输... 详细信息

基于磁致伸缩效应 ,利用微分干涉仪 ,设计了一种光纤电流传感顺 ,可用于高精度、高灵敏度电流和磁场的测量 ;分析了用磁致伸缩效应实现光纤电流传感器的原理 ,建立了基于磁致伸缩效应传感头的数学模型 ,并通过实验对光纤电流传感器的输入 -输出特性、直流偏置特性和精确度等进行了研究。在 8～ 2 0 0 A的电流测量范围内 ,测量比差约为 0 .5 %。

关键词：光纤微分干涉磁致伸缩效应电流传感器 MFCS

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用于电流传感的声表面波磁致伸缩效应

声学学报 2019年第4期44卷 756-764页

作者：贾雅娜王文薛蓄峰汪承灏周庆莉李鹤中国科学院声学研究所北京100190 首都师范大学北京100190 中国科学院大学北京100049

利用声表面波(SAW)磁致伸缩效应可以实现一种快速、高灵敏度的电流检测方法,但磁致伸缩薄膜内部矫顽力导致了明显的磁滞误差。磁致伸缩薄膜的栅阵化设计可以减小磁致伸缩时薄膜内部矫顽力,抑制磁滞现象,从而实现高灵敏和低迟滞误差的SA... 详细信息

利用声表面波(SAW)磁致伸缩效应可以实现一种快速、高灵敏度的电流检测方法,但磁致伸缩薄膜内部矫顽力导致了明显的磁滞误差。磁致伸缩薄膜的栅阵化设计可以减小磁致伸缩时薄膜内部矫顽力,抑制磁滞现象,从而实现高灵敏和低迟滞误差的SAW电流检测。结合有限元和耦合模理论对沉积铁钴(FeCo)薄膜栅阵的声表面波电流传感器中的磁致伸缩效应进行分析,对传感响应进行仿真,确定优化的传感结构参数。为验证理论分析,实验研制了频率为150 MHz的声表面波电流传感器件,并结合差分振荡电路及亥姆霍兹线圈,建立传感器测试系统.实验结果表明,磁致伸缩薄膜的栅阵设计大幅降低了迟滞误差,并显著提升了传感器灵敏度。

关键词：磁致伸缩效应电流传感器声表面波磁致伸缩薄膜磁滞误差亥姆霍兹线圈传感器灵敏度电流检测

基于磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波模态的试验研究

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机械工程学报 2010年第6期46卷 71-76,82页

作者：刘增华张易农张慧昕何存富吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 浙江省交通厅工程质量监督局杭州310009

对利用磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波模态的方法进行理论分析和试验研究。分析在公称直径为17.80mm的7芯钢绞线中纵向模态的传播特性。选取钢绞线外围钢丝中频率160kHz的L(0,1)模态用于钢绞线的健康检测。基于该模态的传播特... 详细信息

对利用磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波模态的方法进行理论分析和试验研究。分析在公称直径为17.80mm的7芯钢绞线中纵向模态的传播特性。选取钢绞线外围钢丝中频率160kHz的L(0,1)模态用于钢绞线的健康检测。基于该模态的传播特性和钢绞线缠绕式外表面的特点,研制一种专用磁致伸缩传感器,用于7芯钢绞线的超声导波检测。该传感器的主要结构包括轴对称三磁路励磁结构和正反正绕向的三段式螺线管。三磁路励磁结构用来产生强度适合且均匀的偏置磁场,并设计专用夹片以降低钢绞线不规则外形所造成的空气磁阻。螺线管每段绕线的有效轴向宽度为频率160kHz的L(0,1)模态波长的一半。利用研制的磁致伸缩传感器,在长1180mm的自由钢绞线中进行超声导波的激励接收试验。试验结果表明,该传感器可以激励和接收选定的纵向模态L(0,1),为基于磁致伸缩效应的钢绞线超声导波检测奠定了一定基础。

关键词：磁致伸缩效应传感器钢绞线超声导波模态

一种基于磁致伸缩效应和光纤光栅的电流传感器

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光学学报 2022年第8期42卷 43-52页

作者：董富宁杨庆罗曼丹陈柠廖伟重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

提出一种基于超磁致伸缩材料(GMM)和光纤光栅(FBG)的无源非接触型电流传感器,利用COMSOL软件对参考GMM位置以及聚磁装置预留伸缩空间大小及方向、截面边长和上方开口长度等参数进行分析和优化,保证传感FBG粘接区域内的磁力线密集且均匀... 详细信息

提出一种基于超磁致伸缩材料(GMM)和光纤光栅(FBG)的无源非接触型电流传感器,利用COMSOL软件对参考GMM位置以及聚磁装置预留伸缩空间大小及方向、截面边长和上方开口长度等参数进行分析和优化,保证传感FBG粘接区域内的磁力线密集且均匀分布,最后通过双光栅-强度解调系统实现电流信号的温度无关性测量。传感器交直流特性测试表明,传感器在0.8~3.5 A的直流输入下的灵敏度为249.75 mV/A,线性相关系数高达0.9942;在1.6 A的偏置电流作用下,传感器对50 Hz~6.5 kHz的正弦输入信号具有良好的响应能力。同时传感器的温度特性测试证明,双光栅-强度解调方法可在很大程度上消除环境温度变化对输出电压的影响。本文提出的传感器具有体积小、结构简单、性能稳定和成本低等优点,并且具有温度无关特性。

关键词：光纤光学电流传感磁致伸缩效应光纤光栅双光栅-强度解调法

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基于磁致伸缩效应的液体密度在线测量方法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2004年第4期37卷 368-372页

作者：李一博靳世久孙墨杰徐晗天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室哈尔滨昊维科技开发公司哈尔滨150076

在分析磁致伸缩液位传感器工作原理基础上,针对磁致伸缩液位计不能进行密度测量的问题,提出多浮子相对位移测量法,在磁致伸缩液位计上实现了液体密度的在线高精度测量.同时分析了被测介质密度的变化对液位测量精度的影响,给出了液位测... 详细信息

在分析磁致伸缩液位传感器工作原理基础上,针对磁致伸缩液位计不能进行密度测量的问题,提出多浮子相对位移测量法,在磁致伸缩液位计上实现了液体密度的在线高精度测量.同时分析了被测介质密度的变化对液位测量精度的影响,给出了液位测量的密度校正方法,进一步提高了磁致伸缩液位传感器的液位测量精度.

关键词：磁致伸缩效应液体密度在线测量多浮子相对位移法磁致伸缩液位传感器

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基于磁致伸缩效应导波的数值模拟和实验研究

中国机械工程 2007年第5期18卷 532-535页

作者：沈立华王悦民郑明雪孙丰瑞海军工程大学武汉430033 青岛大学青岛266071

利用数值模拟和实验研究两种手段,从频散的角度分析了基于磁致伸缩效应的导波无损检测技术在圆管检测中的应用。参照数值计算结果,实验中采用不同频率激励纵向模态导波。通过实验对比发现,频率为f=20kHz左右时导波频散最小,且L(0,1)模... 详细信息

利用数值模拟和实验研究两种手段,从频散的角度分析了基于磁致伸缩效应的导波无损检测技术在圆管检测中的应用。参照数值计算结果,实验中采用不同频率激励纵向模态导波。通过实验对比发现,频率为f=20kHz左右时导波频散最小,且L(0,1)模态的导波适合用于管道检测。实验检测到的钢管不同孔径缺陷信号与数值模拟结果相吻合。

关键词：磁致伸缩效应导波无损检测数值模拟