本發(fā)明涉及一種測量裝置，具體涉及一種多通道磁彈性傳感器裝置。

背景技術(shù)：

磁彈性傳感器是一種新興無線傳感技術(shù)，它以磁彈性材料的磁致伸縮及逆磁致伸縮效應(yīng)作為理論基礎(chǔ)，依靠共振檢測實(shí)現(xiàn)對被測量的測量。檢測過程首先對磁彈性施加交變磁場激勵，使材料產(chǎn)生磁致伸縮并引起共振，共振狀態(tài)會反應(yīng)出所受應(yīng)力、負(fù)載質(zhì)量等待測量的變化，最后通過檢測共振引發(fā)的磁場變化完成測量?？梢姶艔椥詡鞲衅魇且源艌龅姆绞竭M(jìn)行檢測，不需要對傳感器進(jìn)行電氣連接，具有無線無源的優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)階段國外開展的磁彈性研究，大多都有獨(dú)立開發(fā)的專門檢測裝置以替代大型儀器儀表，其設(shè)計(jì)針對性更強(qiáng)，也降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本。然而，由于這些裝置大多是針對某一個或某一類特點(diǎn)應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，其應(yīng)用范圍相對有限，一旦檢測需求變化，往往需要對裝置進(jìn)行重新開發(fā)。一般情況下，也不能同時完成多通道的檢測工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種多通道磁彈性傳感器裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種多通道磁彈性傳感器裝置，其特征在于：包括平面螺旋線圈4和設(shè)置于平面螺旋線圈上方的偶數(shù)個檢測線圈3，檢測線圈沿平面螺旋線圈的圓周方向排列；每兩個相對設(shè)置的檢測線圈構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)；

該磁彈性傳感器裝置還包括與檢測線圈數(shù)量相同的直流偏置線圏1，所述直流偏置線圈用于產(chǎn)生偏置磁場，所述直流偏置線圈與所述檢測線圈一一對應(yīng)，相對應(yīng)的直流偏置線圈和檢測線圈同軸設(shè)置。

進(jìn)一步，所述平面螺旋線圈遠(yuǎn)小于激勵信號的電磁波波長。

進(jìn)一步，所述平面螺旋線圈為阿基米德螺線圈。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明在磁彈性檢測領(lǐng)域有更廣的應(yīng)用范圍，且能夠同時完成多通道的磁彈性傳感器數(shù)據(jù)采集工作。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2為圖1的分解圖；

圖3為雙檢測線圈模型圖；

圖4為平面螺旋線圈模型圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種多通道磁彈性傳感器裝置，包括平面螺旋線圈4和設(shè)置于平面螺旋線圈上方的偶數(shù)個檢測線圈3，檢測線圈沿平面螺旋線圈的圓周方向排列；該磁彈性傳感器裝置還包括與檢測線圈數(shù)量相同的直流偏置線圏1，所述直流偏置線圈用于產(chǎn)生偏置磁場，用于消除磁彈性傳感器工作時產(chǎn)生的倍頻效應(yīng)，產(chǎn)生的偏置磁場分布均勻且方便或調(diào)，所述直流偏置線圈與所述檢測線圈一一對應(yīng)，相對應(yīng)的直流偏置線圈和檢測線圈同軸設(shè)置。

作為對本實(shí)施例的改進(jìn)，檢測線圈設(shè)置于托盤2上，托盤為兩層結(jié)構(gòu)，平面螺旋線圈設(shè)置于托盤的兩層結(jié)構(gòu)中間。

作為對本實(shí)施例的改進(jìn)，平面螺旋線圈是按照阿基米德螺線的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，由于線圈內(nèi)部的幾何尺寸遠(yuǎn)小于激勵信號的電磁波波長，故可以把激勵磁場視作準(zhǔn)靜態(tài)磁場。

根據(jù)方程(1)可知單圈載流線圈軸線的磁感應(yīng)強(qiáng)度，平面螺旋線圈模型如圖4所示。螺旋線圈兩相鄰線圈的間距為Δd，線圈內(nèi)側(cè)半徑為R₀，則軸線Z軸上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

其中，n為匝數(shù)，I為線圈載流，z為z方向上離線圈表明的距離，μ₀為真空磁導(dǎo)率，

圖4所示模型的繪制利用了Maxwell3D中的Draw spiral工具，線徑設(shè)置為0.2mm，內(nèi)側(cè)線圈半徑R＝8mm，Δd為0.6mm，匝數(shù)為20。

在本發(fā)明中，采用兩個檢測線圈相對設(shè)置的方式構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)，兩個檢測線圈參數(shù)完全相同。在磁彈性傳感器沒有放入檢測線圈時，直流偏置線圈施加交變信號后，兩個檢測線圈同時受到影響而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

兩檢測線圈的電流流向相反，因而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可以相互抵消，檢測線圈中總的感應(yīng)電動勢為零。將磁彈性傳感器放入一檢測線圈中，傳感器由于激勵信號的作用而產(chǎn)生受迫振動，而由于雙線圈的差分作用，此時兩檢測線圈的電動勢之和即可反應(yīng)磁彈性傳感器的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)可以去除較強(qiáng)的激勵信號對檢測線圈的干擾影響，可以極大的提高響應(yīng)信號的靈敏度。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。