磁致伸缩材料及其E+E位移传感器研制
对磁致伸缩材料及其E+E位移传感器的室温及高温性能进行了研究,为磁致伸缩材料及其E+E位移传感器在恶劣工况(如倾斜摇摆、振动冲击)及高温高压等特殊环境方面的应用作准备。研究并设计了高温大磁致伸缩材料,并在此基础上制备出了高居里温度(Tc=366.3℃)、大饱和磁致伸缩系数(λ_s=28×10~(-6))磁致伸缩材料。由该材料组装的磁致伸缩E+E位移传感器能在高温(300℃)环境下工作,并具备较高的可靠性。

磁致伸缩材料及其E+E位移传感器研制
磁致伸缩直线E+E位移传感器是利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应及其逆效应实现位移测量的一种非接触式E+E位移传感器。它有非接触、精度高、重复性好、稳定性可靠、环境适应能力强、成本适中等众多优点。它被广泛应用于石油、化工、水利、饮料、航空、船舶等行业的各种罐储的液位测量系统中，另外在机床、液压控制等位移测量中也有广泛应用。首先介绍了磁致伸缩直线E+E位移传感器的测量原理。然后对传感器中的运用到的关键技术进行了原理的分析和实现的优化。在激励脉冲发生装置的设计中，提出了一种低成本、低功耗同时又兼顾脉冲质量的实现方案，特别是把脉冲的幅值提高到了60V。在回波信号拾取装置的设计中，先通过理论分析得出了影响拾取信号的因素，然后实验进一步确定了其中关键的参数。主要研究工作包括:对高温大磁致伸缩材料进行了合理的合金成分设计,并制备出了一种新型的可用于高温使用的磁致伸缩材料。研究了磁致伸缩合金材料的耐高温性能、热物理等性能;并对材料的冷热加工工艺、zui终热处理工艺、磁性能、金相组织、居里温度进行了研究;并对比分析了经高温热老化处理前后材料的相关性能。对磁致伸缩E+E位移传感器用高温永磁体进行了研究,对高温永磁体进行成分设计,对比分析了经高温热老化处理前后高温永磁体的相关性能的变化。研究了磁致伸缩E+E位移传感器总体结构,并研究传感器激励电路、信号接收与处理电路。研究了磁致伸缩E+E位移传感器输出的线性化、温度补偿、抗干扰等。研究了磁致伸缩E+E位移传感器的总体性能:测量分辨率精度、重复性精度、温度系数。研究了磁致伸缩E+E位移传感器在恶劣过程环境下(抗振动、抗冲击、高温、高压等)的可靠性。

磁致伸缩材料及其E+E位移传感器研制
实验分析结果得到传感器的线性度为±0.002184%，迟滞为0.0014875%，重复性为±0.003%，这些静态指标均能达到了设计的要求，同时传感器又具有低成本、低功耗、多接口等优点。研究工作为磁致伸缩材料的高温应用与开发提供了支撑,特别是对于磁致伸缩E+E位移传感器的高温研究与开发具有重要的指导意义。