| 基于磁致伸缩扭转波温度传感器的设计与优化 |
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| 引用本文： | 李保良,李明明,李海毅,翁 玲,黄文美.基于磁致伸缩扭转波温度传感器的设计与优化[J].仪器仪表学报,2022,43(10):58-65. |
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| 作者姓名： | 李保良 李明明 李海毅 翁 玲 黄文美 |
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| 作者单位： | 1. 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，2. 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（51777053，51801053，52077052）、中央引导地方科技发展资金项目（226Z1704G）、河北省自然科学基金（E2019202315，E2022202067）项目资助 |
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| 摘 要： | 超声导波温度传感器是目前工业领域中新兴的测温仪表，其导波的选取对传感器的测温性能有着重要的影响。磁致伸缩扭转波具有易于产生与拾取、衰减小的特点，且其波速随温度呈线性关系，适合应用于超声导波温度传感器的设计。本文选用磁致伸缩材料Fe83Ga17丝产生和传导磁致伸缩扭转波，通过固定距离内扭转波的飞行时间与温度的关系，计算扭转波的波速与温度的拟合关系，根据该拟合关系与实测扭转波波速实现温度测量，并提出了基于磁致伸缩扭转波温度传感器的输出电压模型。实验可得，在室温～500℃下，磁致伸缩温度传感器的输出电压幅值达到215.7～465.2 mV,与本文提出的输出电压模型一致，能够满足一定温度范围内的测温要求。为提高温度传感器的测温上限，将Fe83Ga17丝与热敏材料Ni20Cr80丝耦合成新的波导丝，得到了结构优化后的温度传感器。在室温～1 200℃温度区间内，传感器能够输出幅值范围为44.9～85.6 mV的输出电压信号，温度与扭转波波速的拟合关系始终保持高度线性，...
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| 关 键 词： | 温度传感器 磁致伸缩扭转波 输出电压 波速 热敏材料 |
Design and optimization of temperature sensor based
on magneto strictive torsional wave |
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| Li Baoliang,Li Mingming,Li Haiyi,Weng Ling,Huang Wenmei.Design and optimization of temperature sensor based
on magneto strictive torsional wave[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2022,43(10):58-65. |
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| Authors: | Li Baoliang Li Mingming Li Haiyi Weng Ling Huang Wenmei |
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| Affiliation: | 1. State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, Hebei University of Technology,2. Key Laboratory of Electromagnetic Field and Electrical Apparatus Reliability
of Hebei Province, Hebei University of Technology |
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| Keywords: | temperature sensor magnetostrictive torsional waves output voltage wave speed thermos-sensitive material |
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