超声波流量计探头及换能器原理 四十八

§4.2 磁致伸缩材料及铁磁体性质

一.铁磁体的性质

首先要了解下述有关效应：

1.磁滞效应：铁磁体在磁化过程中，磁感应强度总是落后于磁场强度的现象称为磁滞效应。从物理学的知识可以知道，由于磁滞现象的存在，处于交变磁场中的铁磁体有能耗-磁滞损耗存在，这种能耗最终以热能形式散发掉。

假定对铁磁体施加的外加交变磁场是圆频率为ω的简谐量，则：H→=Hm·ejωt （这里上标“→”表示盖参数为矢量，下同）由于存在磁滞效应，与H相应的磁感应强度为：B→=Bm·ej（ωt-φ1） （式中φ1称为动态磁滞损耗角）这样，磁场强度与磁感应强度之间的比例系数--交变磁导率必为一个复磁导率μ→：μ→=B→/H→=μ·e-jφ1式中μ=Bm/Hm称为复磁导率的模，或称动态磁导率，为了和此动态磁导率相区别，我们把稳恒磁场的磁导率称为静态磁导率，以μ表示。

2.涡流效应：铁磁体通常也是导电体，由于磁感应强度的变化，在铁磁体内将有感应电流--涡流产生。涡流的出现必将阻碍材料的磁化而且使能耗也随之增加，这会使得动态磁导率μ比不存在涡流时更小。这里顺便提一句：在涡流检测技术中利用的是涡流效应，但在磁致伸缩效应中，这种涡流效应则是起到损耗能量的作用。

考虑磁滞损耗与涡流损耗同时存在的情况时，复磁导率可表示为：μ→=B→/H→=μX·e-j（φ1+φ2）式中μ为动态磁导率，X为涡流去磁系数，φ2为涡流损耗角。

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