基于反转威德曼效应的管道扭转导波监测换能器设计

作     者：张帆 马共立 李策 王淑娟 ZHANG Fan;MA Gong-li;LI Ce;WANG Shu-juan

作者机构：哈尔滨工业大学电器与电子可靠性研究所黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨铁路科研所科技有限公司黑龙江哈尔滨150006 

基　　金：民用航天技术预先研究项目(JZKGJ20190004) 国家自然科学基金面上项目(51977044) 

出 版 物：《仪表技术与传感器》 (Instrument Technique and Sensor)

年 卷 期：2022年第7期

页      码：28-33页

摘      要：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。

主 题 词：反转威德曼效应 磁致伸缩 扭转导波 监测换能器 

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[070206] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-1841.2022.07.006

馆 藏 号：203114077...