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浅谈磁致伸缩位移传感器的原理与运用

发布日期:2020-09-23 23:56

  方向发生形变。当施加外磁场时,材料内部随即取向的磁畴发生旋转,是各磁畴的磁化方向趋于一致,物体对外显示的宏观效应即沿磁场方向伸长或缩短。

  磁致伸缩材料主要有三大类:即:磁致伸缩的金属,合金与和铁氧体磁致伸缩材料。这两种是传统磁致伸缩材料,并没有得到广泛的应用。后来人们发现了电致伸缩材料,其电致伸缩系数比金属与合金的大约200~400ppm,它很快得到广泛的应用;第三大类是发展的稀土金属间化合物磁致伸缩材料,称为稀土超磁致伸缩材料。它是21世纪战略性功能材料,可提高一个国家竞争力的材料。

  磁致伸缩材料又怎么运用到位移传感器上呢?磁致伸缩位移传感器的原理是什么?

  磁致伸缩位移传感器测量元件是一根波导管,波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生脉冲,该脉冲在波导管内传输,从而在波导管外产生一个圆周磁场,联络;当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用,波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号,这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输,并很快被电子室所检测到。,是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。

  由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比,通过测量时间,就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。

  磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器。它采用内部非接触的测量方式,由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触,不至于被摩擦、磨损,因而其使用寿命长、环境适应能力强,可靠性高,安全性好,便于系统自动化工作,即使在恶劣的工业环境下(如容易受油溃、尘埃或其他的污染场合),也能正常工作。磁致伸缩位移传感器适用于高温、高压和强振荡等极其恶劣的工况,其绝对式输出很好地解决了断电归零问题,由于敏感元件都是非接触式、无磨损运行,平均无故障时间长达23年。

  由于磁致伸缩位移传感器能承受高温、高压和强振动,现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。 它的行程可达3米或更长,标称精度为0.05% FS,行程1米以上传感器精度可达0.02% F,S,重复性可达0.002% FS.可广泛应用于石油、化工、水利、制药、食品、饮料等行业的各种液罐的液位计量和控制,航天加油系统、汽车加油系统、柴油加油系统及各种液压罐、水文监测、水处理等。