铁镍合金丝威德曼效应测量与磁畴结构

采用拉拔法将铁镍合金锭(Fe100-xNix,x=30,45,60)冷拉至细丝后并进行900℃高温退火。使用自制的威德曼效应测量仪测量铁镍合金丝的威德曼效应。发现合金丝Fe40Ni60有较好的威德曼效应,特别是在退火后,(θ/L)max达到了141″/cm,退火使威德曼效应明显增强。利用磁力显微镜观察合金磁畴结构,发现了合金丝受应力作用后,磁畴有随应力方向排列的趋势,并增强了材料威德曼效应。分析了材料弹性性能以及其对威德曼效应的影响。

威德曼效应弹性波位移传感器

根据铁镍合金具有较高的磁致伸缩系数及优良的机械性能,研制了一种基于铁镍合金材料威德曼效应的位移传感器。通过测量铁镍合金波导丝中激励脉冲信号与弹性波信号间的时间差而获得活动永磁的位移量。设计了传感器的脉冲激励电流发生电路及检测线圈感应信号处理电路,给出了实验结果并对其进行了分析。结果表明:铁镍合金弹性波位移传感器具有良好的线性度以及较高的灵敏度和测量精度。

基于反转威德曼效应的管道扭转导波监测换能器设计

针对预磁化式磁致伸缩扭转导波换能器换能效率低、磁致伸缩材料消磁导致无法长期监测的不足,文中基于反转威德曼效应设计了一种永磁式磁致伸缩扭转导波换能器,适用于长距离管道健康监测。首先,阐述磁致伸缩扭转导波换能器换能机理,提出管道周向永磁阵列和柔性曲折线圈换能器结构。然后,使用COMSOL Multiphysics软件对换能器偏置磁场进行仿真,研究永磁铁对偏置磁场的影响,并确定永磁铁阵列参数。最后,在管道中激励扭转导波,实验研究磁致伸缩贴片宽度对换能器频率响应特性的影响。实验结果表明:设计的换能器能够在管道中激励纯净的T(0,1)模态导波,通过调整磁致伸缩贴片宽度,能够改变换能器中心频率。

威德曼效应位移测量仪

介绍一种基于威德曼效应原理研制成的大位移测量仪,简述其工作原理,实验方法及结果,并与常见的位移测量仪做了比较。

基于CPLD的磁致伸缩高精度时间测量系统设计

为了提高磁致伸缩位移传感器的测量精度,设计了一种基于CPLD的高精度时间测量系统,并应用于传感器的实际测量中。系统的主要处理电路更多地在CPLD内部集成,并在传统信号处理方法的基础上增加了感应脉冲信号处理电路,有效地消除二次回波,减少传感器在测量过程中受到的干扰,从而提高了传感器测量精度和可靠性。在系统设计上,充分发挥CPLD快速准确测量时间、编程方便灵活的优势,简化电路结构,提高了时间的测量精度,降低了成本,易于传感器的小型化和工程化。通过实验验证,时间测量的分辨率可达到20 ns,其对应的位移分辨率达到0.01 mm。和传统测量方法相比,系统的测量精度有了明显的提高,表明该系统可实现高精度时间测量,并能有效提高位移传感器的精度。