声磁传感器及其频谱检测技术研究.pdf

第 29卷 　第 5期 2008年 5月 仪 器 仪 表 学 报 Chinese Journal of Scientific Instrument Vol129 No15 May 2008 　收稿日期 : 2007205　　Received Data: 2007205 　3 基金项目 :福建省自然科学基金 (2006J0025)、福州大学科技发展 (XJJ20501)资助项目 声磁传感器及其频谱检测技术研究 3 吴海彬 (福州大学机械工程及自动化学院 　福州 　350108) 摘 　要 : 声磁传感器基于材料的磁致伸缩效应 ,当对其施加交变磁场激励信号 ,并且交变激振信号的频率与材料的固有频率相 等时 ,材料将产生磁力共振。接收装置检测到材料由于共振而产生的声波信号 ,并经过处理得到声磁传感器的共振频率及响应 幅值。由此 ,可以研制应用于物品识别、电子防盗等领域各种不同功能的声磁传感器。其基本结构组成包括偏磁元件、振动元 件及壳体等。影响该类传感器灵敏度与精度的主要因素有振动元件的结构参数、偏磁元件的剩磁场 ,以及振动元件材料的物理 性质等。 关键词 : 声磁 ; 传感器 ; 磁致伸缩 中图分类号 : TH39　　文献标识码 : A　　国家标准学科分类代码 : 460. 4033 Research of acoustomagnetic sen sor and its frequency spectrum detection technology W u Haibin (College of M echanical Eng ineering and A utom ation, Fuzhou U niversity, Fuzhou 350002, China) Abstract: Based on magnetostrictive mechanism of magnetic materials, acoustomagnetic sensor will p resentmagneto2 mechanic resonate phenomenon, when it is put on alternating magnetic field, and the frequency of the alternating magnetic field is same to inherent frequency of sensor. The sound wave signal em itted by sensor because of magneto2 mechanic resonance is detected by receiving equipments, and the resonance frequency and corresponding swing peak value can be p icked up after p roper disposal. So, various different sensor can be developed to use such as for article identified, electronic surveillance, etc. The sensor is made u Pof bias unit, vibrating unit and carapace. The factors affecting sensitivity and p recision of sensor are mainly consist of structure parameters, physical characters of vibrating unit, remanence of bias unit, etc. Key words: acoustomagnetic; sensor; magnetostrictive 1　引 　　言 声磁传感技术在电子防盗、物品与身份识别、过滤等 领域有着广泛的应用前景。声磁传感器是一种谐振传感 器 ,其本身的谐振频率值固定 ,当传感器受到外部交变磁 场激励时 ,如果交变磁场的激励频率与传感器谐振频率 相同 ,则传感器将产生磁力共振 ,其振幅大幅度增加 ,这 种振动信号 (声波 )诱发接收装置 ,使其产生与该声波相 对应的电信号 ,并经过放大、整形等处理 ,就可以知道声 磁传感器的谐振频率及其灵敏度情况。对传感器实施激 振有 2种方法 :一种是以固定激振频率激励传感器 ,通过 检测接收装置输出信号的幅值可以判断传感器是否满足 使用要求 ;另一种是扫频激励 ,通过接收装置输出信号可 以得到扫频范围内的频谱 ,进而可以知道声磁传感器的 谐振频率和振幅大小。 作为该技术的典型代