磁致
- 机械应力下无取向电工钢片磁致伸缩特性研究
压器而言，铁心的磁致伸缩效应会使铁心尺寸发生微小形变，引起铁心振动与噪声[1-3]。电机铁心由无取向电工钢片叠制而成，铁心在裁剪、冲压、装配等过程中会受到机械应力的作用，改变电工钢片的磁致伸缩特性，加剧铁心的振动[4-5]。为了掌握外加应力对电工钢片磁致伸缩特性的影响，有必要采用先进的实验测量技术测量并分析电工钢片在外加应力下磁致伸缩特性的变化规律，为计算电机铁心形变提供可靠的特性数据，为进一步降低电机铁心振动噪声研究提供有效的措施。近几年，国外学者对电工
电工技术学报 2023年21期2023-11-11
- 一种适用于高压/充液环境的磁致伸缩导波传感器
高压/充液环境的磁致伸缩导波传感器。该传感器包括瓦形永磁体、检测线圈、磁致伸缩贴片、磁轭、喉箍、弹性层和套筒；弹性层包裹在管路上，弹性层的外侧对称粘贴有2 块弧形的磁致伸缩贴片，磁致伸缩贴片的外侧两端的边缘处分别套有一个圆环形的喉箍，喉箍之间的磁致伸缩贴片外表面绕制有检测线圈；检测线圈外包覆有套筒，套筒上均匀分布的4 个扇形槽内各分布有一个瓦形永磁体，每个瓦形永磁体径向的两侧各固定有一个条状的磁轭。本发明得到的传感器具有更高的换能效率，新型导波传感器能适用
传感器世界 2023年5期2023-09-12
- 磁致伸缩触觉传感器研究进展
和转换元件组成。磁致伸缩材料是一种在磁场作用下发生形变、在应力作用下磁感应强度发生变化的智能材料，被列为美国磁学与磁性材料会议（MMM）和IEEE 国际磁学会议（Intermag）等国际大型会议的专题之一[3]。磁致伸缩触觉传感器原理是当外界条件引起磁致伸缩敏感元件发生形变时，根据磁致伸缩逆效应，其周围磁场会发生相应的变化，此时转换元件能将这一变化转换成对应电信号输出；能用于触觉力、力矩的识别、物体形状识别、表面粗糙度识别等。近年来，因其高效的磁机转换效率
信息记录材料 2022年11期2023-01-07
- 机械应力对取向硅钢片综合磁性能影响的实验研究
应力对取向硅钢片磁致伸缩、磁滞回线及铁损特性的影响。进一步研究了应力和不同激励共同影响下硅钢片综合磁性能的变化趋势，得到了不同激励、应力对取向硅钢片磁特性、磁致伸缩特性及噪声特性的影响规律。测量结果及其分析表明，拉应力对硅钢片的磁性能影响相对较小，而压应力对其影响较大；在压应力作用下，随着频率的升高取向硅钢片的磁致伸缩量有所减小，但频率、谐波含量、谐波次数和压应力的增大均导致取向硅钢片噪声增大。铁损 磁致伸缩 机械应力 振动 噪声0 引言随着我国特高压输电
电工技术学报 2022年22期2022-12-03
- 基于J-A模型的电工钢片磁致伸缩特性模拟与实验
A模型的电工钢片磁致伸缩特性模拟与实验李岱岩 张艳丽 荆 盈 王 振 张殿海（沈阳工业大学电气工程学院 沈阳 110870）电工钢片的磁致伸缩现象是引起电机、变压器铁心振动的一个重要原因。磁致伸缩特性与铁心的磁化方式密切相关。电机定子铁心存在大量旋转磁场，相比于交变磁化，旋转磁化会引起更大的磁致伸缩应变，准确模拟旋转磁化下电工钢片的磁致伸缩特性是实现电工产品性能优化的前提和基础。该文借鉴Jiles-Atherton（J-A）磁滞模型对磁化过程中磁畴畴壁移动
电工技术学报 2022年20期2022-10-29
- 机械应力下电工钢片磁滞与磁致伸缩回环滞后特性模拟
性材料，其磁滞与磁致伸缩特性决定了电磁装置的损耗与振动性能。电工钢片的损耗、磁滞和磁致伸缩应变对机械应力较为敏感，机械应力会引起磁致伸缩和磁滞回环的变形，导致损耗的增加以及振动幅度的增大。因此机械应力下准确预测电工钢片磁滞与磁致伸缩回环特性对变压器、电机的优化设计具有重要意义。电工钢片磁滞特性模拟常用的模型有Preisach[1-5]模型，Jiles-Atherton（J-A）[6-9]模型等。磁滞模型发展方向主要为电工钢片在复杂工况下（如：谐波、直流偏磁
电工技术学报 2022年11期2022-06-16
- Al掺杂对Fe81Ga19合金相结构和磁致伸缩性能的影响*
51)0 引 言磁致伸缩效应是指铁磁材料或亚铁磁材料由于磁化状态的改变，其长度和体积发生变化的现象[1]。磁致伸缩效应是焦耳(Joule)在 1842年发现的，也称为焦耳效应。磁致伸缩材料主要应用于磁性执行器、转换器、传感器，并且在微机电系统也得到了广泛的关注[2-4]。2000年Clark等[5]发现在Fe中加入非磁性元素Ga能使Fe的磁致伸缩系数提高10倍以上，这得到了研发人员的关注。与Terfenol-D合金相比，Fe-Ga合金的脆性小，成本低，而且
功能材料 2022年5期2022-06-02
- 电力变压器铁心振动特性分析*
磁场的作用下，由磁致伸缩效应导致的周期性振动[6]。近年来，随着硅钢片性能以及铁心搭接技术的改进，硅钢片接缝处漏磁减小，在变压器的额定工作磁密范围内因漏磁产生的绕组振动往往会远小于因磁致伸缩引起的硅钢片振动，因此铁心振动成为了电力变压器正常工作时最主要的振动来源[7]。现阶段，相关文献针对变压器铁心的磁致伸缩振动开展了相关研究工作，文献[8]从磁致伸缩的物理发生机制出发，建立了适用于晶粒取向性硅钢片的磁致伸缩本质模型，为准确模拟实际变压器铁心的磁致伸缩提供
电气工程学报 2022年1期2022-05-20
- 基于负磁致伸缩效应的电机降噪方法研究
世纪30年代，而磁致伸缩效应是在1842年由英国学者发现的。在2004年美国学者Mohammed等[1]测量了逆向磁致伸缩对电工钢的磁化特性的影响，并用虚功原理计算出了磁致伸缩力。Zhu等[2]建立了包括磁致伸缩的磁弹耦合模型，用于叠片铁心的振动分析，然后应用数值模型并测量磁化强度和MS曲线，分析发现定子中的变形不仅由磁阻力引起，还由磁致伸缩效应和谐波引起，而且磁致伸缩和谐波非常重要，这对于设计更低振动和噪声的电动机很有意义。Ghalamestani等[3
振动与冲击 2022年7期2022-05-04
- 磁致伸缩超声导波管道检测传感器研究进展
性材料中会感应出磁致伸缩力和洛伦兹力，其中磁致伸缩是超声导波传递的主要机制[1,5]。目前，EMAT表示主要使用洛伦兹力为超声导波传递机制的传感器，而以磁致伸缩为主要机制的传感器被称为磁致伸缩传感器[6]。相比于EMAT，磁致伸缩传感器可激励出更大功率的超声导波，激励频率更低(≤100 kHz)，能够实现非铁磁性管道和有包裹层管道的超声导波检测[1-2]。因此，为了提升超声导波检测的准确性和灵敏度，需要对磁致伸缩物理特性和磁致伸缩超声导波传感器进行大量理论
仪表技术与传感器 2022年3期2022-04-19
- 颗粒链取向对磁流变弹性体磁致剪切模量的影响
。为提高MRE的磁致力学性能,研究者们在基体和填充颗粒的选择、改性等方面进行了大量研究[11-15]。研究表明,各向异性MRE比各向同性MRE具有更好的磁致性能,因此在MRE固化过程中通常会施以外加磁场进行预结构化,得到颗粒链与外加磁场同向的各向异性MRE 样品。当MRE 中磁性颗粒的体积分数较小时,颗粒在基体中呈链状结构排列。有学者研究发现,MRE 中颗粒链的排列会对其磁致模量产生较大影响[16-18]。从微观角度出发,基于磁偶极子理论建立了MRE的磁致
重庆大学学报 2022年3期2022-04-02
- 铁单质薄膜磁致伸缩行为与磁矩演化研究
24)1 引 言磁致伸缩材料是20世纪40年代发展起来的一种磁性功能材料，由于磁致伸缩材料具有磁-弹耦合系数大、输出应力大、机械响应快、稳定性强等优良特性，在传感器、发生器、线性马达、作动器、泵阀器件、位移器件和水下声呐扫描等领域呈现出重要的应用价值及广阔的应用前景[1-3].随着各类学科之间的交叉渗透，磁致伸缩材料也被用于制造多重铁性的磁电复合材料[4]，且复合材料可以通过材料的选取来优化磁电性能，比单相材料的种类和设计更多样化[5].二维薄膜和二维薄膜
原子与分子物理学报 2022年2期2022-03-04
- 缺陷对铁单质薄膜磁致伸缩与磁矩演化的影响*
100190)磁致伸缩材料在传感、控制及能量与信息转换等领域应用前景广阔,此类材料的性能提升及工程应用已成为研究热点,但材料在制备与使用中不可避免会出现缺陷.本文以常用的铁磁性材料铁单质为研究对象,采用分子动力学方法分别建立无缺陷、孔洞缺陷与裂纹缺陷的铁单质磁致伸缩结构模型,分析了缺陷形式对铁单质薄膜磁致伸缩行为的影响,并从微观原子磁矩角度解释缺陷对磁致伸缩行为的影响机理.结果表明:缺陷会对其周围的原子磁矩产生影响,从而影响铁单质薄膜磁致伸缩,其中孔洞形
物理学报 2022年1期2022-01-19
- 超磁致伸缩换能器磁滞非线性分析及驱动信号探究*
8)0 引 言超磁致伸缩换能器是利用磁致伸缩材料在驱动磁场作用下发生伸缩这一特性来完成能量转换的设备，该设备输出功率大，响应速度快，广泛应用于除垢、探测、纳米技术等领域，前景十分可观[1，2]。由于磁致伸缩材料存在磁滞效应，在磁场消失后磁致伸缩材料轴向位移偏离初始位置误差达到20 %附近[3]，宏观上看，就是换能器输出振幅减小。目前改善换能器输出振幅的方法大多是在结构设计、材料及焊接工艺上改进，所以当换能器出厂后再想改变输出振幅相对困难，因此有必要在工艺完
传感器与微系统 2021年1期2021-12-30
- 复杂磁化下硅钢片矢量磁致伸缩特性测量与模拟*
交变磁场作用下的磁致伸缩力[2-4].磁致伸缩是指铁磁材料在被周期变化磁场磁化时，外形尺寸表现出微小的周期性的伸长或收缩现象[5].大型电工设备铁心尺寸很大，因此磁致伸缩效应产生的振动噪声占比也较大.研究铁心硅钢片磁致伸缩特性的测量和建模方法对设计制造低振动噪声电工设备具有重要意义.目前，针对硅钢片磁致伸缩特性的测量主要基于应变计测量法和激光测振测量法，这两种方法在国际上都有使用，且各有优缺点.Gong等[6]采用激光测振法测量并分析不同交变磁化下硅钢片磁
沈阳工业大学学报 2021年6期2021-11-29
- 非晶合金铁心损耗与磁致伸缩特性测量与模拟
能包括损耗特性和磁致伸缩特性。铁心损耗特性是评价变压器运行效率好坏的重要依据。现有计算铁心损耗的方法大致可以概括为三种：①损耗分离法。比较有代表性的是Bertotti损耗三项式模型[2-4]，铁心损耗被看作是磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗三者之和。②磁滞模型法。如Preisach模型、Jiles-Atherton（J-A）模型[5]。③基于斯坦梅兹方程的经验公式[6]。斯坦梅兹经验公式由于结构相对简单，便于计算，准确度高，是目前较为常用的损耗计算公式。斯坦梅
电工技术学报 2021年18期2021-10-11
- 磁致伸缩超声换能器阻抗匹配网络的设计∗
研究热点。其中，磁致伸缩超声换能器采用的磁致伸缩材料具有应变大、能量密度大、频率特性好等优点[2]，其发展受到了国内外研究人员的关注。大功率、大振幅一直是磁致伸缩超声换能器发展的重要方向，目前国内外学者对其进行了大量的研究发现：通过分析换能器的数学模型，对超声换能器的材料、结构、磁路、预应力等进行优化设计可以提升其换能效率[3]。但驱动电源和磁致伸缩超声换能器之间往往存在着严重的阻抗失配，造成二者之间的能量传输效率较低，在驱动电源给定激励下，换能器无法从驱
应用声学 2021年2期2021-04-28
- 管道超声导波检测用磁致伸缩涂层传感器研究∗
与在线监测。 而磁致伸缩导波无损检测具有传播距离长、检测全面和效率高等优点[1]，被用于管道、锚杆等特殊结构中的缺陷检测[2－4]。 现用传感器主要有三种类型:压电传感器、电磁超声传感器和磁致伸缩传感器。目前压电传感器的研究和应用最为广泛，其原理是指一些各向异性压电晶体受到机械应力后产生偶极的现象[5]，但是检测过程中通常需要耦合剂来保证与被测物之间接触，被测物表面通常要进行一定的预处理，因此不能实现非接触式和高温无损检测。 电磁超声传感器的工作原理是高频
传感技术学报 2021年12期2021-03-13
- 以废旧锂离子电池为原料制备CoZnxZrxFe2-xO4磁致伸缩材料*
电子、医疗诊断和磁致伸缩传感器等方面有广泛的应用[3]。但随着社会的发展，对钴铁氧体的磁致伸缩性能要求也越来越高。目前主要通过两种途径来改善钴铁氧体的磁致伸缩性能：(1)改进制备工艺、改变制备条件、改善制备方法；(2)调整制备原材料中Co和Fe的比例，用一种或者多种金属离子来取代A位或B位的Co2+或Fe3+[4-6]。其中化学取代可以显著改变钴铁氧体的结构、微观形态、饱和磁化强度和磁致伸缩系数，越来越受到广大学者的关注。先前的文献中已经研究过二价或者三价
功能材料 2021年2期2021-03-08
- 变压器铁心电磁振动仿真及影响因素研究
芳旭等[3]基于磁致伸缩力-热应力比拟的数值计算方法建立电磁场数值模型，求解铁心每个节点不同时刻的磁密值，加载试验测得的硅钢片磁致伸缩特性曲线，仿真得到铁心每个时间步各个节点的磁致伸缩力，导入到结构场计算模型中求得铁心本体的振动位移。在铁心振动模型的研究方面，朱叶叶等[4]、张黎等[5]建立了铁心材料磁致伸缩的本质模型，利用弹性力学原理描述硅钢片材料的本构关系，将不同磁感应强度下的磁致伸缩应变转化为应力，采用弱耦合的形式对铁心应力场进行仿真分析。祝丽花[6
科学技术与工程 2021年2期2021-02-23
- Mn掺杂对Fe2Gd晶体结构和磁相关性能的影响
磁场下，该合金的磁致伸缩高达6.8×10-3，且未达到饱和。最近，Cwik等[8]报道了TbNi2和DyNi2的等温磁熵变化(ΔSM)，在36、20 K的温度下其磁熵增量分别达到26、34 J/(kg·K)。稀土-过渡族金属化合物中的2∶1相因具有优异的性能引起了人们更多的关注。2002年Tegus等[9]报道的2∶1型过渡金属化合物MnFeP0.45As0.55的巨磁热效应，首次在含Mn元素的化合物中发现了巨磁热效应，其在室温附近的磁熵增量可达18 J/
桂林电子科技大学学报 2020年2期2020-12-18
- 大磁致伸缩铁镓合金的模量软化与马氏体相变
54)1 前 言磁致伸缩材料是能感知磁场并产生驱动效应的重要智能材料，在航空航天、深海探测、精密机械和石油开发等诸多高技术领域应用前景广阔[1]。以Tb-Dy-Fe合金(Terfenol-D) 为代表的金属间化合物型稀土磁致伸缩材料[2]，在大功率水声换能器、高精度微位移控制、高速开关阀和飞行器姿态精确控制等智能系统中获得了广泛应用。近年来，高技术领域的快速发展，对磁致伸缩材料提出了更高的要求，不仅要求其在低磁场下产生大的磁应变，而且要求其在强振动、强冲击
中国材料进展 2020年9期2020-12-07
- 一种立式磁致伸缩液位计校准装置的研制
095）0 引言磁致伸缩液位计是一种常用于炼油厂、油库、石化企业库区储罐、油罐车等场合测量存储介质液位的设备［1］，主要应用于液罐的液位工业计量和控制，相较于其他类型的液位计量系统，具有测量精度高、可靠性好、安装维护简单等优势［2-3］。现有液位计校准手段众多［4-5］，校准装置以卧式设计为主，这类装置容易实现，但存在测量过程复杂、设备占地面积大、现场条件要求高、精度相对较低等问题。本文研制了一种以精密光栅尺作为测量标准的磁致伸缩液位计校准装置，该装置采用
计测技术 2020年5期2020-11-18
- 磁致伸缩转矩/扭矩传感器的专利技术综述
罗敏摘 要本文以磁致伸缩转矩/扭矩传感器的专利申请作为分析对象，重点介绍了该类传感器的技术分支，并对全球以及中国范围内的磁致伸缩转矩/扭矩传感器的专利申请态势、技术来源国及目标国、全球以及中国申请人做了研究分析，从而能够从专利角度对磁致伸缩转矩/扭矩传感器进行更深入的认识。关键词磁致伸缩;转矩/扭矩传感器;铁芯中图分类号： TH823.4 文献标识码： ADOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457
科技视界 2020年17期2020-07-30
- 磁致伸缩材料合金成分设计研究进展
30）铁磁材料的磁致伸缩分为两种形式：一种是线性收缩，表现为铁磁材料在磁化过程中具有线度的伸长和缩短；另一种是体积收缩，表现为铁磁材料在磁化过程中体积发生变化。当磁化未达到饱和时，主要产生的是线性磁致伸缩，铁磁体饱和后主要产生体磁致伸缩，但在绝大部分铁磁体中，体磁致伸缩很小，实际应用也很少，因此我们通常所说的磁致伸缩是指线性磁致伸缩。1 磁致伸缩材料合金成分磁致伸缩效应是1842年由焦耳发现的，故又称焦耳效应。长期以来，作为磁致伸缩材料的主要有镍、铁等金属
中国金属通报 2020年5期2020-06-02
- 磁致伸缩力传感器输出特性及其影响因素分析*
300130)磁致伸缩材料作为一种特殊的功能材料[1-2],可以实现机械能与电磁能的转换。其中,Fe-Ga与Fe-Co磁致伸缩材料响应速度快,磁机耦合系数高,具有良好的力学性能[3-4],可广泛应用于能量采集器[5]、执行器[6]和传感器[7]的核心元件。逆磁致伸缩效应是指在给定的磁场强度下,磁致伸缩材料受到应力的作用时,材料内部的磁化强度会发生变化的现象[8]。应用磁致伸缩材料的这种特性可以制作各种传感器。贾振元[9]等利用坡莫合金棒的逆磁致伸缩效应设
传感技术学报 2019年11期2019-11-27
- 基于复杂网络的磁流变橡胶磁致压缩力学性能研究
网络的磁流变橡胶磁致压缩力学性能研究柳彬，游世辉，赵树勋，曾宪任(湘潭大学 土木工程与力学学院，湖南 湘潭 411105)基于磁流变橡胶在机车的主动减振及降噪领域中的重要作用，引入复杂网络理论和方法来研究磁流变橡胶的磁致压缩力学性能。通过建立磁流变橡胶的RVE模型，利用多物理场耦合有限元软件研究磁流变橡胶的静态磁致压缩力学性能；计算磁流变橡胶的磁性颗粒复杂网络特征参数；探索磁流变橡胶磁性颗粒复杂网络的特征参数与磁流变橡胶磁致压缩模量之间的关系；与实例研究结
铁道科学与工程学报 2019年4期2019-04-26
- 负磁致伸缩材料对电机振动噪声抑制的分析
要来源是电磁力和磁致伸缩力共同作用而造成的[2]，电磁力在宏观上可以分为麦克斯韦力和安培力，麦克斯韦力存在于转子和定子间的空隙中，由气隙磁场、槽谐波等因素产生的随时间和空间变化的力；安培力是电枢电流在磁场作用下而产生的力，也就是微观上运动电荷在磁场作用下受到的洛伦磁力。磁致伸缩是在外加磁场下磁致伸缩材料沿着磁场方向产生伸长和缩短，负磁致伸缩是指铁磁材料沿磁场方向尺寸变小[3-4]，Ni 和SmFe2是具有负磁致伸缩特性的材料[5]。文献[6-7]表明，当电
微特电机 2019年4期2019-04-25
- 500 kV变压器铁心硅钢片上窜原因解析及处理
；②硅钢片自身的磁致伸缩作用。变压器在投运前进行的现场试验正常，证明当时上轭与夹件未发生导通情况，导通的情况是在运行多年后发生的，在此运行期间并未再次起吊器身，因此，能够影响其状态的只有交变磁场引起的硅钢片自身磁致伸缩作用。（2）变压器起吊过程硅钢片受力分析变压器在静放时，如图7所示，未被楔形垫块抵挡部分的硅钢片（下面简称“窜片硅钢片”）在自身重力的作用下趋于发生相对运动，但是需要克服静摩擦的作用，未被抵挡部分的硅钢片自重相对静摩擦力（F1+F2）较小，因
水电站机电技术 2019年2期2019-03-08
- 以废旧锂电池为原料制备双稀土掺杂的CoFe2O4
磁矩。作为非金属磁致伸缩材料,铁磁性的钴铁氧体材料具有较好的物理、化学稳定性,较高的饱和磁化强度,被广泛应用于录像和录音设备、磁共振造影剂、传感器和执行器等领域[8-11]。Joy等研究者发现钴铁氧体的磁致伸缩特性与烧结样品的微观结构存在密切联系[9],并且采用纳米晶体和粉末样品复合制备出具有高磁致伸缩系数的钴铁氧体材料[12-13]。研究者们还采用不同化合态的离子共同取代CoFe2O4中的Fe,如Nlebedim等用固态法制备了Co1+xGexFe2-2
电子元件与材料 2018年11期2019-01-04
- 基于均匀化理论分析磁流变弹性体(MR)磁致剪切模量
]。磁流变弹性体磁致剪切模量的理论预测，通常选用磁偶极子理论[4-5]。磁偶极子理论，即在外加磁场作用下，将每一个磁化的铁磁颗粒都当做一个单独的磁偶极子来处理；之后计算在外磁场作用下铁磁颗粒间的相互作用能和磁能密度，进一步处理后就可得到外场作用下同一条链上铁磁颗粒间的相互作用[6-8]。Furst与Gast[9]在计算磁场强度时，充分考虑了同一条链上铁磁颗粒间的相互作用，使得计算得到的磁场强度大为精确，最后通过能量变分求得磁致剪切模量。Shen等人[10]
材料科学与工程学报 2018年5期2018-11-02
- 磁致伸缩/压阻块状复合材料的磁阻性能研究*
rfenol-D磁致伸缩材料和压阻材料进行复合，获得复合磁电阻材料,并研究了复合磁电阻材料在一定变化磁场内的磁电阻效应.1 实验部分1.1 磁致伸缩材料(Terfenol-D)的磁致伸缩系数测试一般测量磁致伸缩系数都是采用非平衡电桥的方法，但由于受温度、磁电阻效应等因素的影响,电路中会出现较严重的漂移现象,导致测量难以准确进行.为了克服这种缺点,笔者采用光学干涉方法测量磁致系数[11].把待测磁致伸缩材料(Terfenol-D)样品沿最易磁化的〈112〉晶
浙江师范大学学报（自然科学版） 2018年3期2018-08-08
- 基于有限元法的变压器振动噪声研究
芯的振动主要是由磁致伸缩力产生，而绕组的振动是由电磁力产生。绕组电磁力产生的振动可以通过有限元分析软件进行仿真计算，而铁芯磁致伸缩力产生的振动目前还无成熟的软件可用。基于有限元和自编程相结合的方法对变压器的振动和噪声进行系统的分析与研究。根据磁致伸缩原理，编制了铁芯磁致伸缩力的计算程序，该程序可以对变压器和电抗器铁芯振动进行求解，进而分析整机振动噪声。1 磁致伸缩1.1 基本原理铁磁材料在外磁场的激励下，其形状尺寸会随磁场的大小和方向发生变化，产生伸长/缩
山东电力技术 2018年5期2018-07-27
- 野外储罐自动计量系统
引言近年来，利用磁致伸缩原理进行测量的液位仪在自动计量系统中得到了一定应用，提高了野外储罐液位测量的准确度及自动化水平。磁致伸缩液位仪传感器的工作原理主要是利用磁效应和超声效应的结合来达到测量目的，即维德曼效应和维拉里效应。磁致伸缩液位仪传感器的主要优点有：精度高、可靠性高、安全性高、安装维护方便、便于自动化管理等。1 系统具体研究根据野外储罐测量方面的特点、对环境的要求发现，磁致伸缩液位仪是最理想的野外储罐液位测量装置，选用磁致伸缩液位传感器作为液位和温
现代工业经济和信息化 2018年8期2018-07-19
- 直流偏磁条件下电力变压器振动特性研究进展
动机理对铁磁材料磁致伸缩的数学模型及实验研究现状进行了评述，并讨论直流偏磁时变压器振动研究中直流电源的引入方式，最后总结变压器振动研究中的科学问题。1 发生直流偏磁时变压器的振动测量及特征1.1 发生直流偏磁时变压器的振动测量为准确反映发生直流偏磁时变压器的振动特征量，首先应保证测量系统不能影响变压器的正常运行，其次需使得测量方便易行。因此，一般应考虑将测量系统布置在变压器的器身表面。考虑到变压器铁芯和绕组的形变、位移及压紧状态等均会影响变压器的振动，所以
电力自动化设备 2018年6期2018-06-26
- 微弱应变测量传感器设计及应用*
02)0 引 言磁致伸缩材料多为镍、铁、钴、铝类合金与镍铜钴铁氧陶瓷，其磁致伸缩系数一般只有10-5～10-6，应用多局限于超声换能器方面[1]。由稀土与过渡金属的合金或化合物组成的大磁致材料的磁致伸缩系数则可达2×10-3[2]，成为重要的功能材料之一，可用于有源减振、燃料喷射系统、液体和阀门控制、微定位、机械传动装置、振子和声纳等方面[3]。相对于国外，国内对于该材料的应用尚处于起步阶段，除了对该材料的研制开发比较晚外，另一个主要的原因是落后的材料的测
传感器与微系统 2018年4期2018-04-09
- 《磁致伸缩导波无损检测理论与方法》
带领的研究团队对磁致伸缩导波无损检测技术进行了10多年潜心研究，经过归纳总 结，编写了专著《磁致伸缩导波无损检测理论与方法》，该书已于2015年6月由科学出版社出版。本书系统地介绍了磁致伸缩导波无损检测技术，全书182页，共10章，主要内容包括绪论、磁致 伸缩导波检测原理、管道中超声导波传播理论、磁致伸缩纵向导波激发和接收模型、导波频率选择与管材特征关系、管道中导波传播方向控制方法、超声导波传播形态可视化模拟、导波信号处理及缺陷定位方法、管道导波模式控制和
无损检测 2018年12期2018-03-05
- MnCoSi基合金室温可逆大磁致伸缩效应
基合金室温可逆大磁致伸缩效应司 宇，刘 俊，杨 慧，龚元元，徐 锋(南京理工大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210094)磁场诱导的相变是实现大磁致伸缩效应的一种有效途径。然而，由于一级相变特征，磁致相变产生的磁致伸缩通常伴随较大的不可逆性，难以应用。介绍了一种特殊的磁相变合金—MnCoSi基合金，由于具有特殊的三相临界行为，MnCoSi基合金有望在室温通过磁场诱导的二级相变实现可逆、低场的磁致伸缩效应，而上述效应的实现则依赖于合金三相临界行为的调控。
中国材料进展 2017年9期2017-10-13
- 不同磁致伸缩方程下永磁电机的应力、应变研究
近些年的研究发现磁致伸缩效应对于电机的振动噪声的影响也有着很大的比重。现阶段磁致伸缩效应的应用大多都是磁致伸缩制动器、传感器的方面，而关于磁致伸缩对电机噪声影响研究还不太成熟［3］。2009 年，Sakda Somkun，Anthony J．Moses对磁致伸缩的各向异性和非取向电工钢的机械特性进行了研究。通过测量研究发现磁致伸缩的各向异性对感应电机定子齿的非对称形变有很大的影响［4］。韩雪岩等人也研究了理想电流和实验电流供电下由电磁力和磁致伸缩效应单独和
微特电机 2017年6期2017-06-13
- 超磁致伸缩换能器预应力优化设计方法研究*
100084)超磁致伸缩换能器预应力优化设计方法研究*蔡万宠， 冯平法， 郁鼎文(清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室 北京， 100084)为优化超磁致伸缩换能器的工作性能、提高输出振幅，基于预应力对磁致伸缩效应的作用机理，建立了饱和磁致伸缩系数与预应力的关系模型。提出磁致伸缩灵敏度的概念，建立其与预应力和外磁场强度之间关系的理论模型。以超声换能器输出振幅最大为目标，提出以磁致伸缩平均灵敏度最大为准则的最佳预应力值确定方法。实验结果表明：随着
振动、测试与诊断 2017年1期2017-03-15
- 基于霍尔效应实验的静态磁致伸缩演示实验仪设计
尔效应实验的静态磁致伸缩演示实验仪设计周 严，刘 跃，黄书彬，马巧云，刘晶晶，刘鹏辉（天津商业大学 理学院，天津 300134）磁致伸缩效应因其具有广泛应用在电磁学领域一直处于重要地位，对于高校理工科专业特别是物理专业而言，也是教学内容中的重点知识．然而，由于磁致伸缩效应尺寸微小、不便直观，专业测量设备体积庞大、价格高昂，因此，能够精确测量磁致伸缩系数并易于进行课堂演示的实验仪器具有重要的实用价值却始终处于空缺状态．本文基于“霍尔效应测量磁场”实验所使用的
河北工业大学学报 2016年2期2017-01-04
- 磁流变弹性体基于卡方分布的磁偶极子模型*
述磁流变弹性体的磁致效应，从而使磁流变弹性体应用于工程实际，基于磁偶极子理论，结合铁磁颗粒在磁流变弹性体中的分布特点，引入分布参量n，假设相邻铁磁颗粒的间距满足卡方分布，提出基于卡方分布的磁偶极子模型，推导了磁致剪切模量的表达式。该模型弥补了“均匀分布”假设的不足且形式简单，适于工程应用，同时可以精确反映出各因素对磁流变弹性体磁致效应的影响规律，其中分布参量和外加磁场强度是影响磁致效应的关键因素。磁流变弹性体；磁偶极子模型；卡方分布；磁致剪切模量0 引 言
功能材料 2016年9期2016-10-19
- 快淬Fe-Ga合金薄带的显微组织和磁致伸缩性能
薄带的显微组织和磁致伸缩性能刘芬霞（兰州理工大学技术工程学院，甘肃兰州，730050）采用熔体快淬的方法成功制备了名义成分分别为Fe100-iGai（i=21，18，17）的合金薄带。重点研究了旋转速率分别为12 m/s、15 m/s、20 m/s条件下Fe83Ga17合金薄带的组织、成分和磁致伸缩性能。研究发现：合金的组织结构及磁致伸缩性能与快淬时的冷却速率密切相关。对辊速分别为12 m/s、15 m/s、20m/s所制得的Fe83Ga17合金快淬薄带的
工业技术创新 2016年4期2016-09-26
- TbDyFe中稀土元素的烧损对组织和性能的影响
棒。测试合金棒的磁致伸缩性能，研究材料的组织结构，分析组织中缺陷产生的原因。结果表明：在低真空环境下，大量的孪生枝晶片层和普通孪晶组织产生，其中片层状孪晶具有良好的压磁效应和力学性能，而普通孪晶的产生对材料磁致伸缩性能产生不利影响。合金基体主要相为REFe2与REFe3耦合相，烧损导致合金的成分偏离，造成包晶REFe2相和初生REFe3相的耦合生长。与此同时，存在由于热应力产生的微裂纹和稀土元素偏聚烧损后产生的孔洞。这些组织和缺陷对TbDyFe合金棒的磁致
材料工程 2016年8期2016-09-02
- TbxDy1−x（Fe0.6Co0.4）2合金的磁性和磁致伸缩性能
）2合金的磁性和磁致伸缩性能杨建林（辽宁工程技术大学 材料科学与工程学院，阜新 123000）利用电弧熔炼法制备TbxDy1−x（Fe0.6Co0.4）2合金（0.27≤x≤0.40），对合金的磁性和磁致伸缩性能进行研究。利用XRD、交流初始磁化率测试仪、超导量子干涉仪和标准应变测试仪，对样品的物相组成、居里温度、磁化曲线和磁致伸缩性能进行表征。结果表明：当x≤0.27时合金的易磁化方向为〈100〉方向，当x≥0.30时合金的易磁化方向变为〈111〉方向；
中国有色金属学报 2016年4期2016-08-10
- 考虑动态损耗的超磁致伸缩换能器的多场耦合模型
考虑动态损耗的超磁致伸缩换能器的多场耦合模型黄文美薛胤龙王莉翁玲王博文(电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室(河北工业大学)天津300130)摘要在热力学理论、Jiles-Atherton模型、能量守恒定律和换能器结构动力学原理的基础上，考虑动态损耗带来的影响，建立了包含磁-机-热的耦合项的超磁致伸缩换能器的多场耦合模型。运用数值计算方法对所建立的模型进行了计算，计算结果与实验结果吻合较好，说明所建立的多场耦合动态模型能够描述驱动磁场和换能器的输出应变之间
电工技术学报 2016年7期2016-05-10
- 磁致伸缩液位计在罐区储罐上的应用
磁致伸缩液位计在罐区储罐上的应用中国石油集团东北炼化工有限公司吉林设计院 孙德利，王长河文章介绍了磁致伸缩液位计基本工作原理、组成及主要性能参数，结合具体的应用案例阐述了磁致伸缩液位计特点，并对罐区储罐液位检测常用的各种方法进行比较，指出了磁致伸缩液位计的优势。磁致伸缩液位计；介电常数；响应速度；高精度；低功耗；可靠性1 概述储罐是炼油厂、油库、战略储备库、化工品仓储及石化企业库区储存设备，通过对库区储罐介质液位的精确测量，进而计算介质的体积量及质量储量，
自动化博览 2016年12期2016-02-09
- 直流偏磁时变压器铁芯的力学特性分析
芯在磁场中受到的磁致伸缩力是其振动与噪声产生的根源[16-17]。正常工况时，变压器处于正弦交变的电场中，绕组所受到的电场力可将电磁场理论和弹性力学相结合推导得出[18]；文献[19]基于铁芯的 Jiles-Atherton 模型，结合能量守恒定律研究了变压器铁芯的磁致伸缩特性。因以上文献均未考虑直流偏磁的影响，其结论能否直接应用于偏置情况尚需加以推敲。同时，变压器铁芯振动亦对其油纸绝缘系统中绝缘纸的绝缘强度有重要影响[20]。因此，为研究变压器的振动与噪
电力自动化设备 2015年12期2015-09-21
- 直流偏磁对变压器振动噪声的影响
0）取向硅钢片的磁致伸缩特性是引起变压器振动噪声的主要原因，并且直流偏磁在很大程度上加剧了变压器的振动噪声。本文首先测量了取向硅钢在不同磁密下的磁致伸缩蝴蝶曲线族，研究了轧制方向（RD）和垂直轧制方向（TD）磁致伸缩的特性，同时研究了直流偏磁对磁致伸缩特性的影响，然后用平均磁致伸缩曲线来模拟取向硅钢片的磁致伸缩特性，并将其应用到直流偏磁条件下一台 160kV·A干式变压器空载振动的有限元计算。最后实验测量了直流偏磁条件下变压器铁心不同位置的空载振动，以及随
电工技术学报 2015年8期2015-04-10
- Mn掺杂对Fe81Al19合金磁致伸缩和输运性质的影响
式固熔体, 使其磁致伸缩系数增加十～几十倍[1], 且该合金具有饱和磁化场低、 磁场灵敏度高、 强度高、 韧性好、 脆性小、 可以热轧和价格低廉等优点, 因此关于该合金的研究已引起人们广泛关注[2-3]. 在Galfenol合金中, 元素替代有两种途径: 1) 替代非磁性Ga原子, 主要基于考虑Ga的电子结构特点选择第三种元素. 如Ga和Al原子的价电子结构相同, Fe-Ga-Al三元合金的磁致伸缩较大表明, Ga和Al在Fe的bcc结构中作用相似, 一定
吉林大学学报（理学版） 2013年2期2013-12-03
- 超磁致伸缩材料传感／执行器的原理与应用*
形状记忆合金以及磁致伸缩材料的应用，使得原本依靠精巧机构、精密检测和精确控制完成的精密微驱动解决方案可以依靠智能材料的功能性来实现。不仅使结构变得紧凑简捷、精密微驱动作业能够满足更高的要求，而且精度由传统的微米级提高到纳米级。上述各种功能材料有着各自的特点和应用领域。超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料，具有大磁致伸缩系数、高能量密度、低磁场驱动、高磁机转换效率以及快速响应等优点。该材料具有强磁致伸缩正效应、逆效应以及正逆耦合效应，表现出双向能量转换特性。利
振动、测试与诊断 2013年4期2013-12-03
- 阻断剂对磁致伸缩生物传感器性能的影响
究机构高度重视对磁致伸缩生物传感器在各种病菌检测中的应用研究［1-3］。磁致伸缩生物传感器由于其低成本、高灵敏度、操作简便、无线检测等优点，引起了研究者极大的兴趣。其工作原理是利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应。当磁致伸缩材料在外磁场下，它的尺寸会发生改变。如果磁致伸缩材料被置于交变磁场中，则会发生受迫振动。磁致伸缩弹性杆的无阻尼纵向受迫振动方程为［4］:式中c:弹性纵波沿杆纵向传播速度，f:单位长度上的均匀分布的激振外力，u:纵向位移，ρ:密度，A:杆横截面
太原科技大学学报 2013年4期2013-10-16
- 磁致伸缩测量仪
2）1 引言2 磁致伸缩的测量方法磁致伸缩测量的方法主要有应变电阻片法、光杠杆法、干涉法、微位移传递法等.各种方法各有优缺点，首先应变电阻片法，测量精度高，方法简单，但缺点是只能测量片状样品，而在实际应用中磁致伸缩器件材料常为棒材，这就限制了此种方法的应用范围.而光杠杆法、光干涉法以及微位移传递法都能测量棒状样品的磁致伸缩系数，但是光杠杆法的测量精度不高，光干涉法的测量直观性不强，而微位移传递法可以直观并且精确地测量出棒状样品的磁致伸缩系数.现有的微位移传
物理实验 2013年3期2013-08-25
- 非平衡电桥测量磁致伸缩系数
80)0 引 言磁致伸缩材料的磁致伸缩系数是衡量材料本身性质的一项重要指标，目前测量磁致伸缩系数的方法主要有迈克尔逊测量法、光杠杆和机械杠杆组合测量法等［1-2］。迈克尔逊测量法中要注意测量样品和其两端夹件的黏接，虽然该系统灵敏度高，但它所需要的干涉仪是比较精密的光学仪器，比较“娇嫩”，也比较笨重，系统的调节步骤比较严格，对操作者的实验技能要求较高。光杠杆和机械杠杆组合测量法无需专门仪器，由于机械杠杆和光杠杆的复合联动，存在一定的系统误差，而且测量过程中望
实验室研究与探索 2013年1期2013-07-19
- 高精度磁致伸缩液位计及其应用
新123000）磁致伸缩现象，是指一种铁磁物质 （磁性材料）由于磁化状态的改变，其尺寸在各方向发生变化。大家知道物质有热胀冷缩的现象。除了加热外，磁场和电场也会导致物体尺寸的伸长或缩短。铁磁性物质在外磁场作用下，其尺寸伸长 （或缩短），去掉外磁场后，其又恢复原来的长度，这种现象称为磁致伸缩现象 （或效应）。1 工作原理图1展示了磁致伸缩产品的主要测量原理。在磁致杆的内部有一根被绷紧的磁致伸缩线 （图1中1），电子模块向磁致伸缩线上发射脉冲信号并且通过磁致伸
化工进展 2013年1期2013-03-04
- Al替代Fe对取向Tb-Dy-Fe合金显微组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响
)是一种高性能超磁致伸缩材料，该系列合金在室温下具有很高的饱和磁致伸缩系数和磁−机械耦合系数[1−2]，在超声传感器和微动制动器等领域得到了广泛应用。然而，这种材料尚存在一些不足：材料使用重稀土元素成本较高，合金低电阻率导致高频涡流损耗过大，驱动到饱和需要相对高的磁化场等，特别是TbDyFe合金中对磁致伸缩性能起主要贡献的 REFe2相(RE=Tb，Dy)是立方Laves相，具有极大的本征脆性，因而该合金的塑性、抗冲击振动能力极差，难于进行机械加工，制约着
中国有色金属学报 2012年11期2012-12-18
- Fe81Ga19合金晶体生长取向与磁致伸缩性能*
金晶体生长取向与磁致伸缩性能*李川 刘敬华 陈立彪 蒋成保徐惠彬(空天先进材料与服役教育部重点实验室，北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191) (2010年10月27日收到;2010年12月16日收到修改稿)通过区熔定向凝固法，生长出［001］易磁化方向与晶体轴向之间存在不同取向差的Fe81Ga19合金单晶体和Fe81Ga19合金多晶体．极图测试结果显示，Fe81Ga19合金单晶体的［001］方向与轴向取向差分别为12°，5°和3°．采用电阻
物理学报 2011年9期2011-11-02
- 美借助传统冶炼技术制造磁敏感合金
金，其具有很好的磁致伸缩性，不需要使用稀土元素且容易生产，有望用来制造由磁场控制的传感器和微机械设备。新钴铁合金具有巨大的磁致伸缩性。铁磁性物质在外磁场作用下，其尺寸会伸长或缩短，去掉外磁场后，又恢复原来的长度，这种现象被称为磁致伸缩效应。具有强磁致伸缩性的铁磁体的用途非常广泛，比如可用来制造灵敏的磁场探测器以及微机械设备(主要用于制造硅片上的微米传感器和微米电机)中纤巧的传动器等，而且磁致伸缩性设备不需要电线且能由外部磁场进行控制。为了发现最好的金属混合
中国材料进展 2011年12期2011-02-14
- 基于有限元的磁流变弹性体设备磁致特性分析
磁流变弹性体设备磁致特性分析朱永凯 姚熊亮 杨树涛 金叶青哈尔滨工程大学 船 舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001应用有限元方法得到在不同颗粒体积比浓度条件下，磁流变弹性体在成链方向的相对磁导率和磁致剪切模量随磁场强度变化曲线。设计了一个简单的磁流变弹性体阻尼器模型，并在此基础上应用上述计算所得曲线，对该阻尼在电流和线圈匝数变化时，计算出阻尼器模型的磁致剪切模量随外加电流和线圈匝数的变化曲线。计算结果表明，磁流变弹性体阻尼器模型的磁致剪切模量随外加电流
中国舰船研究 2010年2期2010-03-06