[发明专利]宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器

权利要求书

1.宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，包括永磁体、磁致伸缩贴片和曲折线圈；

磁致伸缩贴片沿被测金属试件周向粘贴在被测金属试件的外表面，曲折线圈设置在磁致伸缩贴片表面，永磁体沿被测金属试件周向等间距均匀排布，相邻两个永磁体之间极性相反，充磁方向沿被测金属试件轴向方向，产生轴向静磁场；相邻永磁体的间距与曲折线圈相邻导线间距相等，每个永磁体中心线与正下方的曲折线圈导线的中心线对齐；曲折线圈通入交变电流提供动态磁场，曲折线圈中同一时刻相邻导线中电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，所述监测换能器还包括聚磁结构，具有磁导率；每个永磁体的两个磁极处各设置一个聚磁结构，永磁体与磁致伸缩贴片之间存在距离，永磁体的两磁极通过聚磁结构与被测金属试件及磁致伸缩贴片连接，永磁体、聚磁结构和磁致伸缩贴片形成闭合回路。

3.根据权利要求2所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，所述聚磁结构采用相连接的两段结构，其中第一段结构的一端吸附在永磁体的磁极上，另一端与被测金属试件的外表面接触，且与第二段结构的一端连接，第二段结构在被测金属试件的外表面向磁致伸缩贴片延伸，并与磁致伸缩贴片接触。

4.根据权利要求3所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，所述第一段结构的截面为矩形，第二段结构的截面为等腰直角梯形，第二段结构的一个直角边矩形面与第一段结构的另一端连接，第二段结构的另一个直角边矩形面与被测金属试件的外表面接触，且与磁致伸缩贴片接触。

5.根据权利要求4所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，所述聚磁结构采用相对磁导率约为2000的电工纯铁制成。

6.根据权利要求1所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，磁致伸缩贴片的宽度为中心频率对应的SH0模态导波波长的0.5倍。

7.根据权利要求1所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，磁致伸缩贴片的宽度为中心频率对应的SH0模态导波波长的1.5倍。

8.根据权利要求1所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，所述监测换能器还包括耦合剂；

磁致伸缩贴片通过耦合剂与被测金属试件粘接，耦合剂用于将磁致伸缩贴片产生的振动传递到被测金属试件上。

9.根据权利要求8所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，所述耦合剂由环氧树脂制成的。

10.根据权利要求1所述的宽频磁致伸缩SH0模态导波监测换能器，其特征在于，通过有限元仿真确定最佳静磁场时永磁体的厚度。