磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器研制
對磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器的室溫及高溫性能進行了研究,為磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器在惡劣工況(如傾斜搖擺、振動沖擊)及高溫高壓等特殊環境方面的應用作準備。研究并設計了高溫大磁致伸縮材料,并在此基礎上制備出了高居里溫度(Tc=366.3℃)、大飽和磁致伸縮系數(λ_s=28×10~(-6))磁致伸縮材料。由該材料組裝的磁致伸縮E+E位移傳感器能在高溫(300℃)環境下工作,并具備較高的可靠性。

磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器研制
磁致伸縮直線E+E位移傳感器是利用磁致伸縮材料的磁致伸縮效應及其逆效應實現位移測量的一種非接觸式E+E位移傳感器。它有非接觸、精度高、重復性好、穩定性可靠、環境適應能力強、成本適中等眾多優點。它被廣泛應用于石油、化工、水利、飲料、航空、船舶等行業的各種罐儲的液位測量系統中，另外在機床、液壓控制等位移測量中也有廣泛應用。首先介紹了磁致伸縮直線E+E位移傳感器的測量原理。然后對傳感器中的運用到的關鍵技術進行了原理的分析和實現的優化。在激勵脈沖發生裝置的設計中，提出了一種低成本、低功耗同時又兼顧脈沖質量的實現方案，特別是把脈沖的幅值提高到了60V。在回波信號拾取裝置的設計中，先通過理論分析得出了影響拾取信號的因素，然后實驗進一步確定了其中關鍵的參數。主要研究工作包括:對高溫大磁致伸縮材料進行了合理的合金成分設計,并制備出了一種新型的可用于高溫使用的磁致伸縮材料。研究了磁致伸縮合金材料的耐高溫性能、熱物理等性能;并對材料的冷熱加工工藝、zui終熱處理工藝、磁性能、金相組織、居里溫度進行了研究;并對比分析了經高溫熱老化處理前后材料的相關性能。對磁致伸縮E+E位移傳感器用高溫永磁體進行了研究,對高溫永磁體進行成分設計,對比分析了經高溫熱老化處理前后高溫永磁體的相關性能的變化。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器總體結構,并研究傳感器激勵電路、信號接收與處理電路。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器輸出的線性化、溫度補償、抗干擾等。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器的總體性能:測量分辨率精度、重復性精度、溫度系數。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器在惡劣過程環境下(抗振動、抗沖擊、高溫、高壓等)的可靠性。

磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器研制
實驗分析結果得到傳感器的線性度為±0.002184%，遲滯為0.0014875%，重復性為±0.003%，這些靜態指標均能達到了設計的要求，同時傳感器又具有低成本、低功耗、多接口等優點。研究工作為磁致伸縮材料的高溫應用與開發提供了支撐,特別是對于磁致伸縮E+E位移傳感器的高溫研究與開發具有重要的指導意義。