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美国MTS磁致伸缩位移传感器内的磁致伸缩材料是什么材料?

发布时间:2019-08-26 01:26 来源:未知 编辑:admin

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  磁致伸缩丝又称波导丝(waveguide wire),具有显着的威德曼效应(Wiedemann effect)。它是磁致伸缩液位计和磁致伸缩位移传感器的核心部件,由磁致伸缩丝制成的液面位置/位移传感器具有非接触式、高灵敏度、量程大、抗干扰、可适应恶劣环境等优点,已广泛应用于油库、液体化工原料等液位测量中,在航空航天、核工业、精密机床、汽车工业、水处理等领域也有着广泛的应用前景。

  ● 磁致伸缩波导丝要求为0.4-1.0mm的丝材,具有良好的机械性能,易于加工。

  ● 磁致伸缩材料价格要合适,有利于传感器的推广和使用。在宽温区、大量程磁致伸缩位移传感器用波导丝开发方面,Fe-Ni基合金是有竞争力的波导丝材料。

  磁致伸缩液位计的传感器工作时,传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流,该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子,此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时,浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲,这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置,即液面的位置。

  磁致伸缩液位计的技术优势:磁致伸缩液位计适合于高精度要求的清洁液位的液位测量,精度达到1mm,最新产品精度已经可以达到0.1mm。磁致伸缩液位计还可应用于两种不同液体之间的界位测量。防爆型设计,适合危险场合,智能电子线路设计可计算出容积量;唯一可动部件为浮子,维护量极低。

  就读于西大本科,平常喜好做菜,经常自制家庭小吃,看过各类菜谱素材读物。美国MTS磁致伸缩位移传感器内的磁致伸缩材料是具有磁致伸缩特性的材料。

  工程上利用这一特性将电能转换成机械能或将机械能转换成电能。磁致伸缩是指在交变磁场的作用下,物体产生与交变磁场频率相同的机械振动;或者相反,在拉伸、压缩力作用下,由于材料的长度发生变化,使材料内部磁通密度相应地发生变化,在线圈中感应电流,机械能转换为电能。

  工程上利用这一特性将电能转换成机械能或将机械能转换成电能。磁致伸缩是指在交变磁场的作用下,物体产生与交变磁场频率相同的机械振动;或者相反,在拉伸、压缩力作用下,由于材料的长度发生变化,使材料内部磁通密度相应地发生变化,在线圈中感应电流,机械能转换为电能。

  磁致伸缩材料根据成分可分为金属磁致伸缩材料和铁氧体磁致伸缩材料。金属磁致伸缩材料电阻率低,饱和磁通密度高,磁致伸缩系数λ大(λ=Δl/l,l为材料原来的长度,Δl为在磁场H作用下的长度改变量),用于低频大功率换能器,可输出较大能量。铁氧体磁致伸缩材料电阻率高,适用于高频,但磁致伸缩系数和磁通密度均小于金属磁致伸缩材料。Ni-Zn-Co铁氧体磁致伸缩材料由于磁致伸缩系数λ的提高而得到普遍应用。

  工程上常用磁致伸缩材料制成各种超声器件,如超声波发生器、超声接收器、超声探伤器、超声钻头、超声焊机等;回声器件,如声呐、回声探测仪等;机械滤波器、混频器、压力传感器以及超声延迟线等。

  在铁磁质中磁化方向的改变会导致介质晶格间距的变化,因而使得铁磁质的长度和体积发生变化,即:磁致伸缩现象,也称为威德曼效应,其逆效应为维拉里效应。但并非所有铁磁物质都具有应用价值,只有一些具有很高磁致伸缩性能的新材料才具有实际应用价值。

  磁致伸缩位移传感器的原理:利用两个不同磁场相交时产生的应变脉冲信号被检测到的时间来计算出磁场相交点的准确位置。一个磁场来自传感器电子仓的电子部件所产生的脉冲激励,该激励脉冲产生的磁场沿着传感器测杆内用高磁致伸缩材料制成的波导丝以光速自电子仓端向尾端前进,当与活动的永久磁场(该永磁铁一般安装在需要检测位置的动板上)相交时,由于磁致伸缩现象,波导丝在相交点产生一个机械应变脉冲,并以声速从此点经波导丝向电子仓端回传,该应变脉冲被电子仓中的检测电路探测到。因此,从发射一个主动脉冲波到接收到一个应变脉冲波,这之间的时间就是声速在波导丝中传递的时间(此处已忽略了主动波运行的时间,实际影响只有0.0001%),已知声速(固定量为3000m/s)和传递时间,这一距离就当然确定了。当永磁铁运动至新的位置时,重新确定上述测量。因此,磁致伸缩位移传感器具有高精度、高响应、低迟滞、高可靠性、非接触、寿命长、稳定性高、安装方便等优点,无须重新标定,无须定期维护,因而被精确测量领域广泛采用。

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