[发明专利]一种全向性的水平剪切模态磁致伸缩传感器

权利要求书

1.一种全向性的水平剪切模态磁致伸缩传感器，包括圆柱状铷铁硼磁铁(1)，环形镍片(2)，环形有机玻璃片(3)，手工绕制线圈(4)；其特征在于：圆柱状铷铁硼磁铁(1)、环形镍片(2)、环形有机玻璃片(3)、手工绕制线圈(4)四者形心在垂直方向上重合；环形镍片(2)置于环形有机玻璃片(3)构成的绕线底板上表面，沿着环形镍片(2)与环形有机玻璃片(3)周向手工绕制线圈(4)，距离手工绕制线圈(4)正上方一段距离置有圆柱状铷铁硼磁铁(1)。

2.如权利要求1所述的全向性的水平剪切模态磁致伸缩传感器，其特征在于：圆柱状铷铁硼磁铁(1)的底面到手工绕制线圈(4)距离的范围为5mm-15mm。

3.如权利要求1所述的全向性的水平剪切模态磁致伸缩传感器，其特征在于：环形镍片(2)内半径为r_i=λ/4；外半径为r_o=3λ/4，而λ=v_p/f_c，λ、v_p分别为设计的全向性的水平剪切模态磁致伸缩传感器理论中心频率f_c对应产生水平剪切模态SH波的波长和相速度。

4.如权利要求1所述的全向性的水平剪切模态磁致伸缩传感器，其特征在于：环形有机玻璃片(3)作为绕线底板，厚度范围为0.5mm-1.0mm，并在环形有机玻璃片(3)接近外圈边缘处加工一圈等间距的圆孔，环形有机玻璃片(3)内圈边缘加工一圈等间距的圆弧槽，数目都为2n个，圆孔和圆弧槽沿径向一一对应，将分布在环形有机玻璃片(3)底板上同一径向上圆孔和圆弧槽看成一个单元，则环形有机玻璃片底板有2n个间隔均匀单元。

5.如权利要求1所述的全向性的水平剪切模态磁致伸缩传感器，其特征在于：手工绕制线圈(4)采用如下的绕线方式：环形镍片(2)置于环形有机玻璃片(3)上表面，线圈穿过环形有机玻璃片(3)上不同单元的圆孔和圆弧槽，将环形镍片(2)缠绕包裹起来；每一单元的圆孔记为N_i，圆弧槽记为N_i',单元序号i=1,2,3,..,2n-1,2n；首先，依次连接单元序号为奇数的孔槽N_2j-1,N_2j-1',j=1,2,…,n，且每一单元孔槽缠绕两匝，这样，在线圈依次由单元2j-1缠绕到单元2j+1时，需经过环形有机玻璃片底板圆孔N_2j-1和N_2j之间上表面的圆弧，再穿过圆孔N_2j和N_2j+1之间下表面的圆弧，(j=1,2,…,n)，通过这种绕线方式，使得缠绕在环形有机玻璃片底板上的线圈通电后，上/下表面的电流方向沿径向一致向里或向外；在绕完所有奇数序号的单元的孔槽后，接着开始缠绕偶数序号的单元，方法和缠绕奇数序号的单元一样，需保证缠绕在环形有机玻璃片底板上同一表面的线圈通电后电流流向与奇数序号的单元的一致。