圆环型稀土超磁致伸缩超声频换能器

用有限元数值方法计算并研制了稀土超磁致伸缩圆环型超声频换能器。研究表明,可用既导磁又导电的稀土超磁致伸缩材料研制大功率换能器;在换能器的激励线圈外面,加上高导磁率闭合圆桶,有利于换能器耦合系数的提高;与频率为25.9 kHz的压电陶瓷换能器相比,尺寸减小了1/3。实验测试与理论计算基本相符。     

基于DSP的超磁致伸缩换能器驱动电源设计

为了提高稀土超磁致伸缩换能器驱动电源的效率以及实用性,采用DSP器件TMS320F2812作为主控芯片,结合混合脉宽调制方法实现SPWM波形。采用半桥型逆变电路实现SPWM的功率放大,并对隔离驱动电路、反馈电路和滤波匹配电路进行合理而有效的设计,保证了换能器的输出效能。同时使用电流控制频率的方法实现谐振频率的自动跟踪。实验证明,该驱动电路输出频率稳定,波形失真度低,且能量转换效率较高。     

超磁致伸缩材料及其应用

介绍了超磁致伸缩材料具有高磁致伸缩应变λ，能量转换效率高、工作频带宽、频率特性好；稳定性好、可靠性高，其磁致伸缩性能不随时间而变化，无过热失效等特点；开发出的TbxDyt（1-x）Fe，合金，在较低的外磁场下就能达到超磁致伸缩效果，并对TbFez，DyFe2，Tb0.3Dy0.7Fe2（Terfenol-D）做了特性对比；超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面广阔的应用前景，超磁致伸缩材料的应用及研究对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。     

脉冲电流对超磁致伸缩换能器影响实验研究

在分析超磁致伸缩换能器结构和工作原理的基础上,利用设计好的驱动电源激励超磁致伸缩换能器,研究了输入不同脉宽脉冲电流与换能器振幅输出之间的关系.研究结果表明,当脉宽为75 μs时,换能器的余震波最小,其首波振幅达到82μm,比输入脉冲电流滞后25 μs,主振频率为46 kHz并不随着脉宽的变化而变化.     

用于微振动控制的超磁致伸缩驱动器的研究

文章介绍了允动器在振动主动控制系统中的作用，叙述了超磁致伸缩驱动器的设计计算过程和结构组成，给出了超磁致伸缩驱动器的位移输出特性曲线。     

超磁致伸缩微位移驱动器的研究

新型超磁致伸缩材料ＴｂＤｙＦｅ具有输出力大、位移分辨力高及位移范围大等特点,将其应用于微位移驱动器中,将极大提高驱动器的性能指标,从而推动超精加工技术的发展。文中介绍了应用超磁伸缩材料研制的驱动器的结构及性能,并建立磁－机械耦合西式,以利于超磁致伸缩器件的研究及设计。     

超磁致伸缩薄膜耦合特性驱动磁场的设计方法

针对超磁致伸缩薄膜对驱动磁场的要求,设计了一种能产生高均匀度、高强度磁场的赫姆霍茨线圈,并对该线圈的尺寸结构进行了优化设计,同时对磁场轴向和径向的均匀度进行了理论计算和ANSYS仿真.实验验证了该线圈提供的驱动磁场具有很高的均匀度和足够的强度.在此基础上进一步探索性地研究了薄膜内部磁场的动态特性.     

超磁致伸缩换能器的数值模拟及试验研究

针对传统长方体Terfenol-D振子不能直接与管道任意表面耦合的问题,设计了U型弹性基底与Terfenol-D振子复合的新型结构,能够更好的与管道耦合。对新型结构振子进行数值模拟及瞬态响应分析,确定新型复合结构振子长度为25 mm。用该尺寸的坡莫合金为基底的新型结构换能器和传统的压电陶瓷换能器分别检测同一管道,试验结果表明,以坡莫合金为基底的新型结构的磁致伸缩换能器的缺陷回波幅值是压电陶瓷换能器的1.5倍,进一步验证了新型复合结构设计的正确性。     

超磁致伸缩微移动机器人

日本名古屋大学教授福田敏男和新井史人等开展了超磁致伸缩元件的研究工作,他们利用稀土类磁性材料的磁致伸缩特性,在室温下获得形变量大10~(-3)量级的结果.如果改变磁场,磁体就会产生形变的磁性材料称之为磁致伸缩材料,虽然磁致伸缩元件形变位移量很小,但是,由于外部的交流产生磁场变化,因此可用非接触方式使元件产生形变位移动,具有不用导线来作驱动的工作特点,磁致伸缩效应较大的超磁致伸缩元件产生形变位移,过去开发试制若干管内移动机器人可用于管内检查、修理工作,但是,为了使致动器驱动,电源供电缆处理成为问题,而超磁致伸缩驱动器不需要电缆,其形状适宜可做     

磁致伸缩薄膜和微驱动器

本文主要介绍日本东北大学电气通信研究所的荒井贤一教授和本田等人开展磁致伸缩薄膜驱动器的研究工作.他们把半导体集成电路制造技术应用于微机械加工中,试制成磁致伸缩型微驱动器.随着半导体集成电路技术发展起来的半导体微机械技术,实现微机械加工技术的研究正在广泛开展,最近已报道了在硅基片上制作成功微小发动机和各种微型机构的消息,在半导体以外的领域中也出现了很多微     

超磁致伸缩材料在骨传导听觉装置上的应用

超磁致伸缩材料(简称GMM)是制作低频换能器的理想功能材料。介绍了GMM的磁致伸缩机理及其本身特性;与传统磁致伸缩材料以及当前广泛应用在骨传导听觉装置上的电磁和压电材料进行了分析比较;综述了GMM在骨传导听觉装置上的应用现状;重点介绍了骨传导发音振子的设计构想,并且对超磁致伸缩式骨传导听觉装置在军事通信上的应用进行了展望。     

罗氏线圈电子式电流互感器的设计

介绍了一种基于罗氏线圈的电子式电流互感器的设计.在考虑引起罗氏线圈计量误差的各种原因的基础上,综合应用多种减小罗氏线圈计量误差的方法,绕制了一种罗氏线圈.并利用该线圈设计出由模拟积分器构成的电流互感器和采用DSP芯片的数字输出电子式电流互感器,经测试,其测量精度为0.5级.     

对称强磁场产生装置设计及磁场仿真

在对称线圈上施加强脉冲电流,在脉冲电流的激励下,线圈中产生感应脉冲磁场,从而实现同极性磁场撞击.在撞击过程中,磁能会以一种波的形式激发出去,从而产生激磁波.激磁波是一种磁性波,其能量主要通过磁场的变化进行传递.利用有限元的方法对对称线圈的内部外部分别进行仿真,讨论并分析了磁场在空间和时间上的变化.     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料(GMM)和声表面波(SAW)谐振器构成的复合磁传感器,将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上,改变其谐振频率,检测谐振频率进行磁场测量。推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系,并对传感器的静态特性进行了测试。分析表明该传感器为低通系统,截止频率约为14.34Hz。实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190Hz/Oe。     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料（GMM）和声表面波（SAW）谐振器构成的复合磁传感器，将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上，改变其谐振频率，检测谐振频率进行磁场测量。推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系，并对传感器的静态特性进行了测试。分析表明该传感器为低通系统，截止频率约为14.34Hz。实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190Hz/Oe。     

磁共振成像仪的线圈调谐检测模块设计

线圈作为磁共振成像系统的重要组成部分,其性能直接影响成像质量.为了尽可能保证信噪比和图像质量,探测前需进行线圈调谐.调谐时,通过微调线圈的共振频率和阻抗两个参数,使线圈共振频率与拉莫尔频率一致,线圈和前放电路阻抗匹配.本文设计了一种线圈调谐的检测模块,阐述了模块的工作原理和软硬件设计.模块包括测量、处理两个部分,其中采用STM32采集电压数据,通过数据转换后用液晶屏显示实时波形.实际结果表明,此检测模块不仅延续了上位机调谐显示直观清晰的优点,而且兼具独立数码显示表的操作便捷的优点.     

新型非接触充电电源磁路结构的分析与仿真

在分析非接触充电电源用变压器磁路结构的基础上,选用了一种适用于电动汽车等设备非接触充电的HH型变压器磁芯结构,并利用Ansoft Maxwell有限元磁路分析软件对此结构与EE型、ETD型等几种其他常见的变压器磁芯结构进行了对比分析,通过实验对仿真结果进行验证。结果表明,该磁芯结构实测效率为93.3%,与仿真得到的效率97.8%接近,从而验证了HH型变压器磁芯结构的可行性与优越性。     

消磁绕组磁感应强度的延拓方法研究

分析舰艇下方消磁绕组磁感应强度的分布规律是实施消磁绕组调整,增强舰艇磁隐身能力的基础。为了有效分析其分布规律,需要将下方若干点的磁感应强度测量值延拓到其他位置。延拓方法的主要难点在于如何选取适当的延拓模型并由测量数据如何有效确定模型参数。为有效解决延拓方法的难点,从直接边界积分方程出发建立了基于有限平面的绕组磁感应强度延拓模型;采用Tikhonov正则化求解模型参数,以抑制测量误差对模型参数计算结果的干扰。利用实船实例验证了延拓方法的有效性,比较了两种不同延拓方案的延拓结果。实例结果表明:该延拓方法具有较高的精度,两种延拓方案差别较小。     

雷电磁场探测仪器的设计与研究

设计制作了一种用于雷电磁场探测的磁场测量天线系统。该测量系统分为天线部分、数据处理部分和数据采集部分。利用函数发生器以及示波器对设计的数据处理电路进行标定后发现,电路能够不失真地放大天线部分感应的微弱信号,利用ICGS实验冲击平台并配合Tektronix TDS 2022对整个测量系统进行模拟雷电采集实验后发现,该测量系统能够很好地反应雷电的磁场变化。