[发明专利]一种扭转模态磁致伸缩阵列传感器

权利要求书

1.一种扭转模态磁致伸缩阵列传感器，采用改进后平面螺线管阵列(Modified Planar Solenoid Array,MPSA)线圈的磁致伸缩传感器为阵列单元，其包括铷铁硼磁铁(1)，传感器外壳(2)，MPSA线圈(3)，镍带(4)；镍带(4)粘接或固定于检测管道外表面一周，铷铁硼磁铁(1)置于镍带(4)上且环向均匀布置管道外表面一周，传感器外壳(2)由多个相同单元组成，不同的传感器外壳(2)的组成单元的边缘设置凸块或凹槽，所述的凸块或凹槽互相拼接进行装配，环向均匀布置于管道一周；将线圈缠绕在传感器外壳(2)单元上分布的扇形台阶上，绕制成MPSA线圈(3)，铷铁硼磁铁(1)和MPSA线圈(3)沿管道周向依次分布；将所有传感器外壳(2)单元上缠绕的MPSA线圈(3)并联，保证不同传感器外壳(2)单元上缠绕的MPSA线圈(3)中的电流，在同一时刻方向一致，基于磁致伸缩效应，紧贴管道外表面布置的镍带(4)产生方向一致的剪切变形，并将这种剪切运动传递给管道，有效在管道中激励出扭转模态；

传感器外壳(2)由4个相同单元组成，每个构成传感器外壳(2)的单元沿着管道的轴向分布数个等距扇形台阶，两侧分布有凸块和凹槽，将不同传感器外壳(2)单元环向连接，形成一个环形分布于管道的传感器；每个单元上分布的扇形台阶的个数能够根据实际检测管道直径调整。

2.如权利要求1所述的一种扭转模态磁致伸缩阵列传感器，其特征在于：铷铁硼磁铁(1)形貌为扇形，沿两侧极化，环向均匀布置管道一周，在管道表面附近产生环向分布静磁场，相邻的两个铷铁硼磁铁(1)距离最近的侧表面磁极相反，使磁场线沿环形方向一致即顺时针或逆时针传递。

3.如权利要求1所述的一种扭转模态磁致伸缩阵列传感器，其特征在于：MPSA线圈(3)选择铜漆包线，将线圈缠绕在传感器外壳(2)单元上分布的扇形台阶，每个扇形台阶上绕制线圈呈扇形螺线管状，适用于管道布置和阵列，漆包线每绕完一个扇形台阶改变一次缠绕方向，即让相邻两个扇形螺线管状线圈一个为顺时针方向缠绕，另一个为逆时针方向缠绕；相邻两个扇形螺线管线圈间距D等于设计的扭转模态磁致伸缩阵列传感器理论中心频率对应的半波长λ/2。

4.如权利要求1所述的一种扭转模态磁致伸缩阵列传感器，其特征在于：镍带(4)长度为管道外表面周长，宽度为研制的扭转模态磁致伸缩阵列传感器线圈覆盖的宽度，镍带(4)的边缘需要打磨变薄。