基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头及方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头及方法，属于基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头及方法的创新技术。
【背景技术】
[0002]磁性形状记忆合金最大的磁致应变为9.4%，最高响应频率可达5000Hz。为了进一步探究磁控形状记忆合金在磁场控制下的磁性形状记忆效应，我们需要探测MSME在磁场控制下的微小形状形变。而目前，仅靠应变电阻仪来探测MSME的微小形变有所限制。其一、应变电阻仪的探测精确度有限。其二、控制MSME的外部磁场可能对应变电阻片有一定的影响。其三、应变电阻仪不能实时地探测形状记忆合金的微小形变。其四、应变片不可重复性，造成浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头。本发明可以在存在控制磁场的条件下，实时地探测磁控形状记忆合金的应变量，且本发明探测精确度高，方便实用。
[0004]本发明的另一目的在于提供一种基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头的制造方法。本发明操作简单，成本低。
[0005]本发明的技术方案是:本发明的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，包括有基板、激励线圈、磁芯主轴、检测线圈，其中漆包铜线绕制在激励线圈胶管上形成激励线圈，漆包铜线绕制在检测线圈胶管上形成检测线圈，固定件固定在基板上，激励线圈胶管的一端固定在固定件上，激励线圈胶管的这一端不能运动，检测线圈胶管的一端穿过固定件，检测线圈胶管的这一端能自由水平移动，磁芯主轴的两端分别插入激励线圈胶管的另一端和检测线圈胶管的另一端，且检测线圈胶管能自由水平移动的这一端与磁控形状记忆合金连接。
[0006]本发明基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头的制造方法，包括如下步骤:
1)在基板的两边固定两个固定件；
2)将绕制了漆包铜线的激励线圈胶管的一端和绕制了漆包铜线的检测线圈胶管的一端分别穿插入两个固定件中，并将激励线圈胶管固定在固定件上；
3)再将磁芯主轴的两端穿插入激励线圈胶管的另一端和检测线圈胶管的另一端中，并使磁芯主轴的一端与激励线圈胶管粘合；
4)将检测线圈胶管与磁控形状记忆合金相连接，并且检测线圈胶管伴随磁控形状记忆合金的磁致应变能水平自由移动。
[0007]本发明采用由多层铁基非晶合金箔带叠合而成的磁芯，穿插入分别绕制了激励线圈和检测线圈的胶管中，检测线圈的胶管与磁控形状记忆合金相连接，可随记忆合金的形状变化在基板上移动；激励线圈的胶管通过固定端固定于基板上，组合形成单磁芯双绕组的用于探测磁控形状记忆合金的磁致应变量的磁通门探头。本发明克服在磁场控制下，不能准确测量记忆合金应变量的困难。克服了应变电阻仪不可重复性，低精度，易受控制磁场影响的缺点，提高了检测磁致应变量的精度。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头。本发明的制造方法操作简单，方便实用，成本低。
【附图说明】
[0008]图1为本发明探头的结构示意图；
图2为本发明中磁芯主轴的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]实施例:
本发明的结构示意图如图1所示，本发明的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，包括有基板1、激励线圈3、磁芯主轴4、检测线圈5，其中漆包铜线绕制在激励线圈胶管9上形成激励线圈3，漆包铜线绕制在检测线圈胶管6上形成检测线圈5，固定件2固定在基板1上，激励线圈胶管9的一端固定在固定件2上，激励线圈胶管9的这一端不能运动，检测线圈胶管6的一端穿过固定件2，检测线圈胶管6的这一端能自由水平移动，磁芯主轴4的两端分别插入激励线圈胶管9的另一端和检测线圈胶管6的另一端，且检测线圈胶管6能自由水平移动的这一端通过连接件8与磁控形状记忆合金连接。
[0010]本实施例中，上述磁芯主轴4由若干铁基非晶合金箔带7迭合，再通过粘合剂粘结在一起，经硬化后制成。
[0011]本实施例中，上述铁基非晶合金箔带7的表观成分为Fel4CulNb3Sil3B9。
[0012]本实施例中，上述铁基非晶合金箔带7置于温度为250° C的炉子中保温20分钟，空冷至室温后迭合、粘结、硬化，制成磁芯主轴4。所述的磁通门探头的磁芯经粘合剂固化，以此作为绕制线圈的磁芯主轴。粘合剂固化的作用在于提高磁芯的刚度，方便穿插于主轴线圈中，提高线圈水平位移的精度。
[0013]本实施例中，上述漆包铜线的直径为0.4毫米。上述激励线圈胶管9及检测线圈胶管6的半径为2.5mm。上述漆包铜线分别绕制100-600圈在激励线圈胶管9及检测线圈胶管6上形成激励线圈3和检测线圈5。激励线圈胶管9的长度为15mm，检测线圈胶管6的长度为30mm。
[0014]本实施例中，上述检测线圈胶管6能自由水平移动的这一端通过连接件8与磁控形状记忆合金连接。
[0015]本实施例中，上述固定件2是半径为3mm、长度为3mm的透明塑料胶管，用粘合剂固定于基板1上。
[0016]本发明基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头的制造方法，包括如下步骤:
1)在基板1的两边固定两个固定件2；
2)将绕制了漆包铜线的激励线圈胶管9的一端和绕制了漆包铜线的检测线圈胶管6的一端分别穿插入两个固定件2中，并将激励线圈胶管9固定在固定件2上；
3)再将磁芯主轴4的两端穿插入激励线圈胶管9的另一端和检测线圈胶管6的另一端中，并使磁芯主轴4的一端与激励线圈胶管9粘合；
4)将检测线圈胶管6与磁控形状记忆合金相连接，并且检测线圈胶管6伴随磁控形状记忆合金的磁致应变能水平自由移动。
[0017]本发明的检测原理:由于探头上检测线圈的感应电动势的大小与两线圈的间距一定的范围内，基本成线性关系。与检测线圈胶管相连接的磁控形状记忆合金出现磁致应变时，将作用于探头上，使得探头上两线圈的间距变化，改变了感应电动势的大小，通过检测感应电动势的大小，可以得到磁控形状记忆合金的应变量。
[0018]本发明采用单磁芯双绕组的磁通门探头，利用线圈间距与感应线圈电动势成线性关系的这一规律，设计了检测线圈胶管可水平移动的探头，通过峰值法磁通门技术，探测磁致应变量，克服了应变电阻仪不可重复性，低精度，易受控制磁场影响的缺点，提高了检测磁致应变量的精度。
【主权项】
1.一种基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于包括有基板、激励线圈、磁芯主轴、检测线圈，其中漆包铜线绕制在激励线圈胶管上形成激励线圈，漆包铜线绕制在检测线圈胶管上形成检测线圈，固定件固定在基板上，激励线圈胶管的一端固定在固定件上，激励线圈胶管的这一端不能运动，检测线圈胶管的一端穿过固定件，检测线圈胶管的这一端能自由水平移动，磁芯主轴的两端分别插入激励线圈胶管的另一端和检测线圈胶管的另一端，且检测线圈胶管能自由水平移动的这一端与磁控形状记忆合金连接。2.根据权利要求1所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述磁芯主轴由若干铁基非晶合金箔带迭合，再通过粘合剂粘结在一起，经硬化后制成。3.根据权利要求2所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述铁基非晶合金箔带的表观成分为Fel4CulNb3Sil3B9。4.根据权利要求2所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述铁基非晶合金箔带置于温度为250° C的炉子中保温20分钟，空冷至室温后迭合、粘结、硬化，制成磁芯主轴。5.根据权利要求1所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述漆包铜线的直径为0.4毫米。6.根据权利要求1所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述激励线圈胶管及检测线圈胶管的半径为2.5_。7.根据权利要求1至6任一项所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述漆包铜线分别绕制100-600圈在激励线圈胶管及检测线圈胶管上形成激励线圈和检测线圈。8.根据权利要求7所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述检测线圈胶管能自由水平移动的这一端通过连接件与磁控形状记忆合金连接。9.根据权利要求8所述的基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头，其特征在于上述固定件是半径为3mm、长度为3mm的透明塑料胶管，用粘合剂固定于基板上。10.一种基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头的制造方法，其特征在于包括如下步骤: 1)在基板的两边固定两个固定件； 2)将绕制了漆包铜线的激励线圈胶管的一端和绕制了漆包铜线的检测线圈胶管的一端分别穿插入两个固定件中，并将激励线圈胶管固定在固定件上； 3)再将磁芯主轴的两端穿插入激励线圈胶管的另一端和检测线圈胶管的另一端中，并使磁芯主轴的一端与激励线圈胶管粘合； 4)将检测线圈胶管与磁控形状记忆合金相连接，并且检测线圈胶管伴随磁控形状记忆合金的磁致应变能水平自由移动。
【专利摘要】本发明是一种基于峰值法磁通门技术的探测磁致应变量的探头及其制造方法。包括有基板、激励线圈、磁芯主轴、检测线圈，其中漆包铜线绕制在激励线圈胶管上形成激励线圈，漆包铜线绕制在检测线圈胶管上形成检测线圈，固定件固定在基板上，激励线圈胶管的一端固定在固定件上，激励线圈胶管的这一端不能运动，检测线圈胶管的一端穿过固定件，检测线圈胶管的这一端能自由水平移动，磁芯主轴的两端分别插入激励线圈胶管的另一端和检测线圈胶管的另一端，且检测线圈胶管能自由水平移动的这一端与磁控形状记忆合金连接。本发明克服了应变电阻仪不可重复性的缺陷，提高了检测磁致应变量的精度。
【IPC分类】G01R33/18
【公开号】CN105259523
【申请号】CN201510682421
【发明人】詹志伟, 陈晓玟, 杨东浩, 林小龙, 伍文冬, 谢致薇, 陈先朝, 杨元政
【申请人】广东工业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月21日