[实用新型]一种鱼尾形磁电传感器

说明书

本实用新型提出一种鱼尾形磁电传感器，该磁电传感器包括两个柔性电极和压电相，所述压电相的上下两侧分别设置有两个柔性电极，两个柔性电极外侧分别设置有两个鱼尾形压磁相，所述鱼尾形压磁相包括中间细杆和位于其两端的呈鱼尾状结构。解决了现有技术的2‑1型磁电传感器增加了压电材料的数量，大大提高了传感器的制造成本；现有的2‑1型传感器谐振系数较低，不利于主动调制使用，以及不利于探测低频目标的缺点。本实用新型可以广泛地应用于磁性目标的探测、定位领域，包括水下或空气域中探雷、磁性金属探测、航道测量、海底地质测量等方面。

技术领域

本实用新型涉及一种鱼尾形磁电传感器，属于磁电传感器技术领域。

背景技术

现有的磁电传感器进行磁性目标检测主要是基于磁致伸缩相和压电相的应力传递。磁致伸缩相受磁性目标的磁场作用产生应变，将应力传递给与之相连的压电相使压电相电极化，产生极化电压。

现有的磁电传感器有三个明显缺点：一是现有的2-1型磁传感器为了提高磁电耦合系数，增加了压电相的数量，提高了传感器的制造成本，不利于进行磁电传感器批量生产和部署；二是现有的2-1型磁电传感器谐振耦合系数较低，利用谐振频率进行主动调制的探测效果较差；三是现有的1-1型磁电传感器低频耦合系数较低，难以进行低频弱磁目标的被动探测。但是2-1型和1-1型磁电传感器都具有其各自优势。2-1型磁电传感器的主要优势为低频下磁电耦合系数大，探测精度高；1-1型磁电传感器的优势为：i)压磁相中间位置具有增强的磁通聚集效果，提高了磁电耦合系数；ii)一阶振动模态有较高的谐振耦合性能。在此背景下，本实用新型综合考虑2-1型和1-1型磁电传感器的优势和不足，进行压磁相的几何形状和尺寸优化，实现了磁电传感器的低成本制备和低频磁电耦合系数的提高。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述背景技术中提到的现有技术的磁电传感器的缺点，提出一种磁电传感器的几何优化思路，设计出一种鱼尾形磁电传感器，可以广泛地应用于磁性目标的探测、定位领域，包括水下或空气域中探雷、磁性金属探测、航道测量、海底地质测量等方面。

本实用新型提出一种鱼尾形磁电传感器，包括两个鱼尾形压磁相、两个柔性电极和压电相，所述压电相的上下两侧分别设置有两个柔性电极，两个柔性电极外侧分别设置有两个鱼尾形压磁相，所述鱼尾形压磁相包括中间细杆和位于其两端的呈鱼尾状结构。

优选地，鱼尾型结构由指数函数y＝a^x表示，直角坐标系是以压磁相长度方向的中心线为x轴，最左侧的竖直边为y轴构建的。

优选地，所述中间细杆的宽度为2w₁，中间细杆长度为2l₁，稳态下最佳尺寸为a＝0.45cm，x＝3cm，l₁＝4cm，w₁＝0.075cm。

优选地，谐振态下最佳尺寸为a＝0.8cm，x＝3cm，l₁＝4cm，w₁＝0.075cm。

优选地，鱼尾型结构由幂函数y＝xⁿ表示，直角坐标系是以压磁相长度方向的中心线为x轴，最左侧的竖直边为y轴构建的。

优选地，鱼尾型结构由对数函数y＝lnx表示，直角坐标系是以压磁相长度方向的中心线为x轴，最左侧的竖直边为y轴构建的。

本实用新型所述的鱼尾形磁电传感器的有益效果为：

1.本实用新型采用鱼尾型压磁相设计，两端的聚磁效应能够提高低频磁电耦合系数，增强磁电传感器对低频磁性目标的探测能力；

2.该结构设计保留了1-1型磁电传感器中一阶纵振模态的匹配特点，实现了谐振磁电耦合系数的增强。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。