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复合结构高灵敏自供能无线磁传感器
  • 项目名称:复合结构高灵敏自供能无线磁传感器
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:50677072
  • 申请代码:E070104
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2007-01-01-2007-12-31
  • 项目负责人:文玉梅
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:重庆大学
  • 批准年度:2006
中文摘要:

提出超磁致伸缩材料和压电材料复合高Q值谐振腔储能原理,将外界激励的电磁能收集、储存,并转化为电能后供给传感器系统,实现电磁自供能。该方法不仅能应用于智能化无线声表面波传感器和标识器自供电,而且为微型无线器件、电路的自供电应用提供了一条思路。提出超磁致伸缩材料和声表面波器件复合构造出超灵敏磁传感器原理,该传感器能够感知生物体内弱磁场和空间弱磁场信息。提出与目前通信系统相兼容的分布无线声表面波磁传感器

结论摘要:

超磁致伸缩材料(GMM)和压电材料构成的多相复合结构的磁电转换效率高于单相磁电材料的转换效率, 层状材料复合的磁电效应远大于混相复合材料。本项目研究了GMM在磁场中的磁机转换特性,建立了在磁场中的磁机转换模型,为复合结构和传感器的研究奠定基础;提出在磁致伸缩/压电复合结构中增加弹性相,提高结构的Q值,以增强磁电转换效率;首次用弹性材料制作变幅机构,作为基底把磁致伸缩和压电材料结合在一起,获得了高磁电电压系数和高输出功率;利用Hamilton原理推导GMM/弹性板/压电层状复合结构的运动方程,在推导中考虑层间胶层的作用,包括其剪切变形和纵向变形产生的效果,应用运动方程,根据结构的边界条件,推导固有频率方程,并结合压磁和压电方程,得到层状复合结构在不同固有频率处的磁电响应;根据GMM的非线性本构关系得到其动态杨氏模量和动态压磁系数,结合等效电路法得到GMM/弹性/压电层合材料的磁电效应与GMM的动态杨氏弹性模量和动态压磁系数的关系,得到设计最优偏置磁场的理论依据;提出GMM和声表面波器件复合构造磁传感器的原理,研究了多种复合方式,指出磁致伸缩效应作用在SAW器件表面,可以产生最高的磁灵敏度


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 24
  • 3
  • 0
  • 0
  • 0
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