專利名稱：傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差(permanent statedeviation)的一種方法和一種裝置，所述方法和所述裝置是通過實(shí)時(shí)地檢測(cè)某些重要部件中的暫時(shí)性的內(nèi)部材料振蕩來感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差的，以用于例如原型測(cè)試、工業(yè)內(nèi)的現(xiàn)有產(chǎn)品裝備中的硬件設(shè)計(jì)與構(gòu)造，和/或監(jiān)控從而維持先前構(gòu)造的基礎(chǔ)設(shè)施。
背景技術(shù)：
近年來，微電子領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)日益強(qiáng)大的存儲(chǔ)器的發(fā)展，使得出現(xiàn)在市場(chǎng)上的不同類型的換能器或傳感器，例如加速計(jì)、彎曲/形變指示器、聲發(fā)射指示器等，就現(xiàn)代硬件設(shè)計(jì)日益增長(zhǎng)的需求來說，尤其是就現(xiàn)代軟件允許來說，已被證實(shí)為構(gòu)造極度復(fù)雜，從而應(yīng)用起來極度耗費(fèi)空間并且昂貴，其中所述的各種類型的換能器和傳感器是用于測(cè)量對(duì)于設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品的尺寸確定具有重要意義的幅度的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是實(shí)現(xiàn)一種換能器元件或傳感器及其配置，所述換能器元件或傳感器及其配置原則上非常簡(jiǎn)單，從而在構(gòu)造上非常節(jié)省空間，以便能夠?qū)崿F(xiàn)以前不可想象的換能器或傳感器配置，同時(shí)提供了在比迄今為止可能實(shí)現(xiàn)的更寬的范圍內(nèi)以更高的靈敏度和精度測(cè)量的機(jī)會(huì)，而且還能夠測(cè)量以前幾乎不能檢測(cè)的幅度。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一種傳感器配置，這種傳感器配置的固有質(zhì)量很小，以致于不會(huì)影響其測(cè)得的待測(cè)對(duì)象的幅度。
上述目的將通過一種方法和一種裝置實(shí)現(xiàn)，其中所述裝置由一個(gè)或多個(gè)被加到相關(guān)部件中的具有高磁導(dǎo)率和相對(duì)高的磁彈性的至少厚約20μm的無(wú)定形或納米晶狀帶元件組成，為了獲得所需要的材料結(jié)構(gòu)，對(duì)所述多個(gè)帶元件進(jìn)行磁場(chǎng)熱處理，所述多個(gè)帶元件至少部分地被多匝線圈所環(huán)繞，從而諸如任意出現(xiàn)的微粒運(yùn)動(dòng)這種狀態(tài)偏差被傳輸?shù)剿鲆粋€(gè)/多個(gè)帶元件，其或者在所述線圈中引起一個(gè)正比于所述微粒運(yùn)動(dòng)的可明確測(cè)量和檢查的磁流量變化(dB/dt)，或者引起所述一個(gè)/多個(gè)線圈中的類似的可測(cè)量和檢測(cè)的電感變化。


以下將參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。在附圖中圖1顯示了拍攝在一張毫米紙上的一個(gè)聲發(fā)射傳感器。
圖2是一個(gè)用于檢測(cè)聲發(fā)射的傳感器的示意圖。
圖3顯示了測(cè)量電感變化時(shí)正向和負(fù)向拉伸下作為負(fù)載函數(shù)的輸出信號(hào)。
圖4顯示了來自各傳感器P1_1(a.頂部)、P1_2(b.中間)和P1_3(c.底部)的時(shí)間信號(hào)。
圖5顯示了在破壞玻璃時(shí)P1_1、P1_2和P1_3(分別為a.頂部、b.中間和c.底部)的輸出信號(hào)的頻譜。
圖6是一種基于無(wú)定形材料的加速計(jì)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。
圖7顯示了加速計(jì)的連接和處理來自它的信號(hào)的原理。
圖8顯示了加速計(jì)的沖擊響應(yīng)，其中Y軸上的信號(hào)是輸出信號(hào)(以mV為單位)，而X軸是時(shí)間軸。
圖9顯示了1.7Hz下加速計(jì)測(cè)量的結(jié)果。
圖10顯示了3.0Hz進(jìn)行的測(cè)量的結(jié)果。
圖11顯示了4.4Hz下進(jìn)行的測(cè)量的結(jié)果。
圖12顯示了在10.94Hz下進(jìn)行的測(cè)量的結(jié)果。
圖13顯示了一個(gè)參考加速計(jì)和生產(chǎn)出的加速計(jì)類型的相對(duì)頻率響應(yīng)。
圖14是一種基于無(wú)定形材料的加速計(jì)或AE傳感器(AE＝聲發(fā)射)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。
圖15顯示了瞬態(tài)下的AE傳感器的輸出信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
作為玻璃破損傳感器的應(yīng)用功能原理?yè)Q能器或指示器由一種無(wú)定形鐵磁材料組成，該材料具有以下屬性它可能具有非常高的磁導(dǎo)率，5000＜μ＜200000，同時(shí)它對(duì)于一定的合金合成物具有相對(duì)高的磁彈性，5＜λsat＜40ppm。整體來看，這使得材料具有非常高的磁性-彈性關(guān)系，因此非常適合用作傳感器材料。
通過采用一條約3×10mm的帶子，其中所述帶子是從一片厚22μm的無(wú)定形材料上切下然后粘合到任意一種材料上的，就可檢測(cè)材料中的拉力。通過在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的不同方向切割，可以賦予無(wú)定形材料不同的屬性，在本例中利用了旋轉(zhuǎn)方向的縱向和橫向。
也可以通過在接近但低于結(jié)晶溫度的溫度下在磁場(chǎng)中熱處理材料來修改材料的參數(shù)。在破壞玻璃和一般的聲發(fā)射的情況下，由于在所述帶周圍纏繞了多匝線圈，因此檢測(cè)磁流量變化，參見圖1和圖2。
理論為了檢測(cè)高頻信號(hào)，有利且簡(jiǎn)單的方式是僅檢測(cè)流量變化并且假定它正比于帶的形變的大小。這意味著必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)磁性地很好定義的初始狀態(tài)，因?yàn)槲创呕膸г诶ψ兓瘯r(shí)不會(huì)產(chǎn)生流量變化。
為了實(shí)現(xiàn)磁化的基本狀態(tài)，原則上30-60μT(20-40A/m)的地磁狀態(tài)就足夠了，但是另一方面當(dāng)要安裝和校準(zhǔn)一個(gè)指示器時(shí)，需要監(jiān)控地磁場(chǎng)的方向和大小是不實(shí)際的。
要獲得一個(gè)滿意的初始狀態(tài)有兩種方法微量磁包圍并且直流電流通過拾取線圈。
微量磁包圍并且用永久磁體進(jìn)行偏磁化。
場(chǎng)大小應(yīng)該使得磁化強(qiáng)度為0,2-0,7T，這意味著帶中的磁化的幅度的應(yīng)該為2-56A/m數(shù)量級(jí)。所述場(chǎng)大小通?？筛鶕?jù)以下公式計(jì)算H=Bμ0·μ]]>其中H是磁化磁場(chǎng)，B是磁流量密度，自由空間的磁導(dǎo)率μ0＝4π·10-7Vs/Am，以及此例中無(wú)定形帶的相對(duì)磁導(dǎo)率μ。
通過檢測(cè)帶中由于拉伸/壓縮而引起的流量變化來獲得測(cè)量信號(hào)。對(duì)于線性情況，以下連接方程應(yīng)該描述函數(shù)ΔB＝d·Δσ+μ0·μ·ΔH其中σ描述機(jī)械應(yīng)力而d是磁性-彈性關(guān)系系數(shù)。前綴Δ表示相對(duì)初始值的變化。通過取恒定機(jī)械應(yīng)力(Δσ＝0)下的最大磁彈性除以磁飽和狀態(tài)下的磁化場(chǎng)來近似材料參數(shù)d，即λmaxHmax=d]]>由于Δλ=ΔσEH+d·ΔH]]>在λmax＝35·10-6且Hmax＝200A/m的情況下，該方程給出關(guān)系因子d＝1.75×10-7m/A，這對(duì)于所有類型的磁性彈性關(guān)系都是很高的值。
可預(yù)期到輸出信號(hào)正比于流量變化和機(jī)械應(yīng)力U(t)=N·A·dBdt]]>其中N是拾取線圈的匝數(shù)，而A是無(wú)定形帶的截面面積。通過假定ΔH＝0，以下方程適用
Δσ=Δλ·EHΔB=d·Δσ]]>其中EH是恒定磁化場(chǎng)中的彈性模量。變換到頻率平面并且利用上述方程給出U^=|N·A·ω·d·Δλ^·EH|]]>其中ω是角頻率，單位是行/秒。抑揚(yáng)符號(hào)表示取幅度值。在假設(shè)彈性模量為100GPa數(shù)量級(jí)的情況下，對(duì)于P1_2的情況，100000kHz下傳感器中的拉力應(yīng)該為0,0025ppm數(shù)量級(jí)，參見圖4和圖5中部。
測(cè)量結(jié)果在將傳感器粘合到一片玻璃片的情況下，最初實(shí)驗(yàn)顯示可檢測(cè)到40kHz-1MHz頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)。
進(jìn)行了以下比較測(cè)試表1指示器描述

進(jìn)行測(cè)試時(shí)使得玻璃片的角部被打破并且輸出信號(hào)在放大約100倍后被記錄。
圖3顯示了傳感器P1_1、P1_2和P1_3在不同拉力下的電感變化。此處很明顯具有橫向切割的帶的P1_1和P1_2具有最高的磁性-彈性關(guān)系。這兩個(gè)樣本也顯示了相當(dāng)高的磁導(dǎo)率。在玻璃破損實(shí)驗(yàn)中也顯示了這一點(diǎn)，其中在相同的激勵(lì)下P1_1和P1_2的信號(hào)水平將較高。與P1_2和P1_3相比，P1_2的信號(hào)頻譜的帶寬要寬得多。這或許可由較大的粘合量來解釋，參見表1。
在具有實(shí)時(shí)靜態(tài)測(cè)量的一般加速計(jì)的一個(gè)展開的第一原型中的應(yīng)用功能原理?yè)Q能器或指示器由一種無(wú)定形鐵磁材料組成，該材料具有以下屬性它可能具有非常高的磁導(dǎo)率，5000＜μ＜200000，同時(shí)它對(duì)于特定的合金合成物具有相對(duì)高的磁彈性，5＜λsat＜40ppm。整體來看，這使得材料具有非常高的磁性-彈性關(guān)系，因此非常適合用作傳感器材料。換能器或指示器由兩條大小為3×16×0.022mm的無(wú)定形帶組成。兩條帶子被粘合到一個(gè)固定塊，參見圖1。在固定塊處，每條帶周圍纏繞一個(gè)線圈。線圈在一個(gè)半橋中連接，參見圖2。通過以這種方式連接線圈，兩條帶中的相似變化不會(huì)給出信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和其他對(duì)稱失調(diào)的高度不敏感性。通過彎曲由兩條無(wú)定形帶和一條中間的塑料帶組成的“束”，一條帶中的拉伸將與另一條帶中壓縮同時(shí)獲得。從而來自線圈的輸出信號(hào)將是相反的，即在拉伸時(shí)電感(磁導(dǎo)率)增大，而壓縮時(shí)減小。
位于彎曲的束末端的反應(yīng)塊(參見圖14)給出一個(gè)彎曲力矩，其正比于加速度、束長(zhǎng)度和質(zhì)量。這必然引起可以使加速計(jì)適用于幾乎任何最大加速度。頻率性能大體上通過束硬度和反應(yīng)塊的質(zhì)量確定。
理論由于此換能器或指示器要具有實(shí)時(shí)靜態(tài)測(cè)量，因此測(cè)量原理不能基于由于流量變化感應(yīng)的張力。在此情況下，有必要用一個(gè)載波測(cè)量帶的相對(duì)磁導(dǎo)率，該載波的頻率應(yīng)該比加速計(jì)的期望帶寬高約10倍。
對(duì)于線性情況，以下連接方程應(yīng)該描述函數(shù)ΔB＝d·Δσ+μ0·μ·ΔH其中H是磁化場(chǎng)，B是磁流量密度，自由空間的磁導(dǎo)率μ0＝4π·10-7Vs/Am，以及此例中無(wú)定形帶的相對(duì)磁導(dǎo)率μ。
另外，σ表示機(jī)械張力而d是磁性-彈性關(guān)系系數(shù)。前綴Δ表示相對(duì)初始值的變化。通過取恒定機(jī)械應(yīng)力(Δσ＝0)下的最大磁彈性除以磁飽和狀態(tài)下的磁化場(chǎng)來近似材料參數(shù)d，即
λmaxHmax=d]]>由于Δλ=ΔσEH+d·ΔH]]>在λmax＝35·10-6且Hmax＝200A/m的情況下，該方程給出關(guān)系因子d＝1.75×10-7m/A，這對(duì)于所有類型的磁性彈性關(guān)系都是很高的值。從而這里感興趣的測(cè)量幅度就是作為拉伸的函數(shù)的磁導(dǎo)率。假定能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)定義良好的磁狀態(tài)，即一個(gè)恒定且已知磁化的場(chǎng)，磁流量密度的變化可以在修改上述方程的情況下表示為ΔB＝d·EH··Δλ從而磁流量密度的變化正比于帶的拉伸，比例常數(shù)為d·EH，當(dāng)EH＝100GPa時(shí)，該比例系數(shù)約為1.75×104T。
假設(shè)線圈在一個(gè)半橋中連接，并且在一條帶中有10ppm的拉伸，而在另一條帶中有10ppm的壓縮。由于H場(chǎng)可以假設(shè)為恒定的，并且B場(chǎng)中的變化正比于磁導(dǎo)率的變化，當(dāng)然也正比于線圈中的電感，因此意味著來自平衡的橋的輸出信號(hào)應(yīng)為ΔU＝1.75·104·2·10·10-6·＝0,35V這是一個(gè)非常強(qiáng)的輸出信號(hào)，以致于它不需要放大。
測(cè)量結(jié)果每個(gè)線圈有800匝，其給出了8,2mH的電感。向半橋提供幅度為4,4V和19,3kHz的正弦電壓。由于線圈是串聯(lián)的，這意味著橋的阻抗可以保持在10kΩ的數(shù)量級(jí)中，這樣就良好的適應(yīng)于由運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)的情況。
對(duì)于換能器的校準(zhǔn)，利用了地球的重力9.81G。這給出了35mV/G的靈敏度。換能器在約1V出現(xiàn)飽和，這意味著線性區(qū)域?yàn)榧s±0.5C，等價(jià)于±14G。通過研究脈沖響應(yīng)，測(cè)量到諧振頻率達(dá)到約80Hz，參見圖3，諧振頻率可由以下公式計(jì)算
fres=km·2π]]>加速計(jì)測(cè)試設(shè)備中的測(cè)量為了檢查線性度，以及某種程度的頻率性能，在加速計(jì)測(cè)試設(shè)備中進(jìn)行了測(cè)量。
圖4、圖5、圖6和圖7的一個(gè)共同特征是具有相對(duì)大的輸出信號(hào)變化的曲線顯示了來自參考加速計(jì)的輸出信號(hào)，另一條具有同樣大的輸出信號(hào)變化的曲線顯示了來自原型加速計(jì)的信號(hào)，而幾乎是實(shí)線的連續(xù)曲線顯示了解析模擬的加速度，它應(yīng)該是完全精確的。軸上的刻度為對(duì)于y軸是以G為單位的加速度，而對(duì)于x軸是以秒為單位的時(shí)間。自始至終顯示了約1,5個(gè)周期。
通過比較加速計(jì)的輸出信號(hào)，并將它們聯(lián)系到模擬的加速度，可以推算出頻率響應(yīng)，參見圖8。
展開的加速計(jì)顯示出了良好的線性，直到期望的線性極限14G。除非頻率開始接近80Hz處的諧振頻率，沒有理由假設(shè)任何形式的頻率相關(guān)性。圖8中11Hz處的下降可以由已達(dá)到飽和來解釋。
在聲發(fā)射傳感器的展開的第一原型中的應(yīng)用功能原理?yè)Q能器或指示器由一種無(wú)定形鐵磁材料組成，該材料具有以下屬性它可能具有非常高的磁導(dǎo)率，5000＜μ＜200000，同時(shí)它對(duì)于特定的合金合成物具有相對(duì)高的磁彈性，5＜λsat＜40ppm。整體來看，這使得材料具有非常高的磁性-彈性關(guān)系，因此非常適合用作傳感器材料。換能器或指示器由一條大小為3×18×0.022mm的無(wú)定形帶組成。帶子被纏繞兩匝，其間有一條絕緣的塑料帶。帶的不同層彼此之間沒有電接觸是極為重要的，因?yàn)槿绻须娊佑|的話，帶就會(huì)成為一個(gè)短路的第二線圈。所得到的活動(dòng)圓柱以薄的粘合連接粘合到測(cè)量對(duì)象上，并且另一側(cè)粘合到一個(gè)碗形塑料線軸的底部上。在塑料線軸底部固定了一個(gè)反應(yīng)塊，而1000匝線圈纏繞在它的側(cè)表面。此換能器原理最適于檢測(cè)動(dòng)態(tài)周期，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)線圈。通過采用在一個(gè)半橋中耦合的兩個(gè)線圈(假設(shè)線圈的操作方式不同，即，對(duì)于正加速度，一個(gè)線圈給出正的輸出信號(hào)而另一個(gè)給出相應(yīng)的負(fù)信號(hào))，則能提供以下優(yōu)點(diǎn)減小/消除相對(duì)于所述線圈對(duì)稱的出現(xiàn)的由外部、全局現(xiàn)象(熱、磁場(chǎng)等)引起的所有電流(空中的電磁波等)和變化的影響。
固定在塑料線軸底部的反應(yīng)塊(參見圖14)在活動(dòng)圓柱上引起一個(gè)反應(yīng)力，該反應(yīng)力正比于加速度和質(zhì)量。這無(wú)疑提供了使加速計(jì)適應(yīng)幾乎任何最大加速度和諧振頻率的可能性。頻率性能大體上通過圓柱硬度以及反應(yīng)塊的質(zhì)量確定。
理論為了檢測(cè)高頻信號(hào)，有利且簡(jiǎn)單的方式是僅檢測(cè)流量變化并且假定它正比于帶的形變的大小。這意味著必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)磁性地良好定義的初始狀態(tài)，因?yàn)槲创呕膸г诶ψ兓瘯r(shí)不會(huì)產(chǎn)生流量變化。為了實(shí)現(xiàn)磁化的基本狀態(tài)，原則上30-60μT(20-40A/m)的地磁狀態(tài)就足夠了，但是另一方面當(dāng)要安裝和校準(zhǔn)一個(gè)換能器或指示器時(shí)，需要監(jiān)控地磁場(chǎng)的方向和大小是不實(shí)際的。要獲得一個(gè)滿意的初始狀態(tài)有兩種方法1.微量磁包圍并且直流電流通過拾取線圈。
2.微量磁包圍并且用永久磁體進(jìn)行偏磁化。
場(chǎng)大小應(yīng)該使得磁化強(qiáng)度為0,2-0,7T，這意味著帶中的磁化場(chǎng)的應(yīng)該為2-56A/m數(shù)量級(jí)。場(chǎng)大小通?？筛鶕?jù)以下公式計(jì)算H=Bμ0·μ]]>其中H是磁化磁場(chǎng)，B是磁流量密度，自由空間的磁導(dǎo)率μ0＝4π·10-7Vs/Am，以及此例中無(wú)定形帶的相對(duì)磁導(dǎo)率μ。通過檢測(cè)帶中由于拉伸/壓縮而引起的流量變化，將獲得測(cè)量信號(hào)。對(duì)于線性情況，以下連接方程應(yīng)該描述函數(shù)ΔB＝d·Δσ+μ0μ·ΔＨ其中σ描述機(jī)械應(yīng)力而d是磁性-彈性關(guān)系系數(shù)。前綴Δ表示相對(duì)初始值的變化。通過取恒定機(jī)械應(yīng)力(Δσ＝0)下的最大磁彈性除以磁飽和狀態(tài)下的磁化場(chǎng)來近似材料參數(shù)d，即λmaxHmax=d]]>由于Δλ=ΔσEH+d·ΔH]]>在λmax＝35·10-6且Hmax＝200A/m的情況下，該方程給出關(guān)系因子d＝1.75×10-7m/A，這對(duì)于所有類型的磁性彈性關(guān)系都是很高的值。
可預(yù)期到輸出信號(hào)正比于流量變化和機(jī)械應(yīng)力U(t)=N·A·dBdt]]>其中N是拾取線圈的匝數(shù)，而A是無(wú)定形帶的截面面積。通過假定ΔH＝0，以下方程適用Δσ=Δλ·EHΔB=d·Δσ]]>其中EH是恒定磁化場(chǎng)中的彈性模量。變換到頻率平面并且利用上述方程給出U^=N·A·ω·d·Δλ^·EH]]>其中ω是角頻率，單位是行/秒。抑揚(yáng)符號(hào)表示取幅度值。
測(cè)量結(jié)果所測(cè)量的線圈有650匝，給出了3.2mH的電感。諧振頻率可以計(jì)算為
fres=km·12π]]>在假設(shè)彈性模量為100GPa，活動(dòng)圓柱的高為3mm，橫截面積為2×3×π×0,022mm2，并且反應(yīng)塊為4克的情況下，以上公式給出諧振頻率約為10kHz。圖2顯示了在換能器安裝在一個(gè)大鐵坯上并且用錘擊激勵(lì)的情況下，來自換能器的50倍放大后的輸出信號(hào)。
圖15中的時(shí)間序列中的頻率分析顯示直到約5kHz的信號(hào)出現(xiàn)寬帶，此后在8kHz有一個(gè)明顯的峰，在60kHz處有一個(gè)?？雌饋泶蟾?kHz信號(hào)是換能器諧振，而60kHz信號(hào)是通常所說的聲發(fā)射的信號(hào)，即，例如，材料形變時(shí)能量的瞬態(tài)釋放。5kHz以下的寬帶信號(hào)內(nèi)容由檢測(cè)體中的振動(dòng)組成。
權(quán)利要求
1.一種感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差的方法，所述方法是通過實(shí)時(shí)地檢測(cè)重要部件中的暫時(shí)性的內(nèi)部材料振蕩來感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差的，以用于對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品裝備(例如機(jī)械)內(nèi)的硬件設(shè)計(jì)與構(gòu)造，和/或監(jiān)控先前建立的基礎(chǔ)設(shè)施，其特征在于一條或多條至少厚約20μm的具有高磁導(dǎo)率和相對(duì)高的磁彈性的無(wú)定形或納米晶狀帶元件被加到一個(gè)相關(guān)部件上，所述一個(gè)或多個(gè)帶元件分別至少部分地被一個(gè)多匝線圈環(huán)繞，從而任意出現(xiàn)的微粒運(yùn)動(dòng)(振蕩)這種狀態(tài)偏差被傳輸?shù)剿鲆粋€(gè)/多個(gè)帶元件，所述偏差或者在所述線圈中引起一個(gè)正比于所述微粒運(yùn)動(dòng)的可清楚測(cè)量和檢測(cè)的磁流量變化(dB/dt)，或者引起所述一個(gè)/多個(gè)線圈中的類似的可測(cè)量和檢測(cè)的電感變化。
2.權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于一個(gè)具有微小幅度(例如20kHz)的載波(電壓)被加到所述一個(gè)/多個(gè)線圈上，用于僅使得通過被測(cè)線圈上的電流變化，或者用于通過多個(gè)橋接的線圈進(jìn)行測(cè)量，所述橋接的線圈對(duì)之間的電壓差被測(cè)量，這些幅度基本上正比于所述多個(gè)帶中的機(jī)械應(yīng)力。
3.一種感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差的裝置，所述裝置是通過實(shí)時(shí)地檢測(cè)重要部件中的暫時(shí)性的內(nèi)部材料振蕩來感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差的，以用于現(xiàn)有產(chǎn)品裝備(例如機(jī)械)內(nèi)的硬件設(shè)計(jì)與構(gòu)造，和/或監(jiān)控先前建立的基礎(chǔ)設(shè)施，其特征在于它包括一條或多條至少厚約20μm的具有高磁導(dǎo)率和相對(duì)高的磁彈性的無(wú)定形或納米晶狀帶元件，為了實(shí)現(xiàn)所需的材料結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)/多個(gè)元件通過磁場(chǎng)熱處理被處理，所述一個(gè)或多個(gè)帶元件被多匝線圈所環(huán)繞，從而任意出現(xiàn)的微粒運(yùn)動(dòng)(振蕩)這種狀態(tài)偏差，由于它們?cè)谒鲆粋€(gè)/多個(gè)帶元件中合并，因此或者在所述線圈中引起一個(gè)正比于所述微粒運(yùn)動(dòng)的可清楚測(cè)量和檢測(cè)的磁流量變化(dB/dt)，或者引起所述一個(gè)/多個(gè)線圈中的類似的可測(cè)量和檢測(cè)的電感變化。
4.權(quán)利要求3中所述的裝置，其特征在于與所述一個(gè)/多個(gè)線圈相連的所述一個(gè)/多個(gè)帶元件被封裝在一個(gè)可彈性形變的環(huán)氧聚合物中。
5.權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于所述一個(gè)/多個(gè)帶元件和所述一個(gè)/多個(gè)線圈被粘合到一個(gè)對(duì)象，該對(duì)象的永久狀態(tài)偏差將被顯示。
6.權(quán)利要求3至5中任何一條所述的裝置，其特征在于，由于材料中與方向相關(guān)的屬性，所述裝置的敏感度根據(jù)檢測(cè)方向相對(duì)于所述一個(gè)/多個(gè)帶元件的旋轉(zhuǎn)方向的取向而不同。
7.權(quán)利要求3至6中任何一條所述的裝置，其特征在于與線圈相連的所述多個(gè)帶元件被分別橋接和放大器連接，以增加靈敏度和可檢測(cè)度。
8.權(quán)利要求3至7中任何一條所述的裝置，其特征在于它被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)玻璃破損指示器、加速計(jì)、聲發(fā)射換能器或負(fù)載指示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差的一種方法和一種裝置，所述方法和裝置是通過實(shí)時(shí)檢測(cè)部件中的暫時(shí)性的內(nèi)部材料振蕩來感測(cè)和顯示永久狀態(tài)偏差的，所述部件對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品裝備(例如機(jī)械)內(nèi)的硬件設(shè)計(jì)與構(gòu)造和/或監(jiān)控先前建立的基礎(chǔ)設(shè)施具有重要意義。一條或多條至少厚約20μm的具有高磁導(dǎo)率和相對(duì)高的磁彈性的無(wú)定形或納米晶狀帶元件被加到一個(gè)有關(guān)部件，一個(gè)或多個(gè)帶元件分別至少部分被一個(gè)多匝線圈所環(huán)繞，在部件中的任意的這種狀態(tài)偏差中發(fā)生的這種微粒運(yùn)動(dòng)(振蕩)被傳輸?shù)揭粋€(gè)/多個(gè)帶元件，所述偏差或者在線圈中引起一個(gè)正比于所述微粒運(yùn)動(dòng)的可明確測(cè)量和檢測(cè)的磁流量變化(dB/dt)，或者引起一個(gè)/多個(gè)線圈中的類似的可測(cè)量和檢測(cè)的電感變化。
文檔編號(hào)G01H11/00GK1662795SQ03814392
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月20日
發(fā)明者托爾德·塞德爾 申請(qǐng)人:科維亞爾設(shè)計(jì)股份公司