[实用新型]一种应用于健康监测的索力传感器

权利要求书

1.一种应用于健康监测的索力传感器，包括壳体，套设在钢缆索上的线圈骨架和激励线圈，所述的激励线圈由铜线在所述的线圈骨架的外侧壁上绕制而成，其特征在于所述的线圈骨架的外侧壁上设置有矩形凹槽，所述的矩形凹槽位于所述的线圈骨架的轴向中部，所述的矩形凹槽内安装有具有磁致伸缩性能的磁电传感单元，所述的磁电传感单元为长方体结构，所述的磁电传感单元的磁化方向与所述的线圈骨架的轴向平行，所述的磁电传感单元的上端面不超出所述的矩形凹槽，所述的磁电传感单元的长边与所述的线圈骨架的轴向平行，沿所述的线圈骨架的轴向所述的磁电传感单元的两端与所述的矩形凹槽的两端各具有一段距离且两者相等，该段距离不小于所述的磁电传感单元的长边长度的四分之一。

2.根据权利要求1所述的一种应用于健康监测的索力传感器，其特征在于所述的磁电传感单元包括从上到下排列的第一磁致伸缩层、压电晶体层和第二磁致伸缩层，所述的第一磁致伸缩层的下表面与所述的压电晶体层的上表面粘结固定，所述的压电晶体层的下表面和所述的第二磁致伸缩层的上表面粘结固定，所述的压电晶体层的上表面固定粘结有延伸到压电晶体层一侧的第一电极，所述的压电晶体层的下表面固定粘结有延伸到压电晶体层另一侧的第二电极，所述的第一磁致伸缩层和所述的第二磁致伸缩层的磁化方向与所述的线圈骨架的轴向平行，所述的压电晶体层的电极方向垂直于所述的线圈骨架的轴向，所述的第一磁致伸缩层和所述的第二磁致伸缩层的外形大小相同，所述的第一磁致伸缩层和所述的第二磁致伸缩层的体积之和占所述的磁电传感单元的总体积的60%～80%。

3.根据权利要求2所述的一种应用于健康监测的索力传感器，其特征在于所述的第一磁致伸缩层和所述的第二磁致伸缩层的体积之和占所述的磁电传感单元的总体积的76%。

4.根据权利要求2所述的一种应用于健康监测的索力传感器，其特征在于所述的第一电极和所述的第二电极从所述的矩形凹槽内伸出后分别紧贴所述的矩形凹槽两侧的线圈骨架的外侧壁延伸后伸出所述的壳体外，所述的激励线圈的铜线绕在所述的第一电极和所述的第二电极上，所述的磁电传感单元悬空设置在所述的矩形凹槽内且与所述的矩形凹槽的内侧面均不接触。

5.根据权利要求2所述的一种应用于健康监测的索力传感器，其特征在于所述的第一磁致伸缩层的下表面与所述的压电晶体层的上表面通过环氧树脂粘结剂粘结固定，所述的压电晶体层的下表面和所述的第二磁致伸缩层的上表面也通过环氧树脂粘结剂粘结固定，所述的环氧树脂粘结剂的厚度为0.1mm～0.2mm，所述的压电晶体层的上表面和所述的第一电极通过导电银胶粘结，所述的压电晶体层的下表面和所述的第二电极通过导电银胶粘结，所述的导电银胶的厚度为0.1mm～0.2mm。

6.根据权利要求5所述的一种应用于健康监测的索力传感器，其特征在于所述的环氧树脂粘结剂由A型环氧树脂胶和B型环氧树脂胶按1:1的质量比均匀混合而成。

7.根据权利要求6所述的一种应用于健康监测的索力传感器，其特征在于所述的第一磁致伸缩层和所述的第二磁致伸缩层的材料为Terfenol-D磁致伸缩材料，所述的压电晶体层的材料为PMN-PT压电晶体。

8.根据权利要求2所述的一种应用于健康监测的索力传感器，其特征在于所述的第一电极和所述的第二电极均为紫铜片。