机械工程学报

作者：何超江, 李鹏, 何存富, 王钰珏, 刘秀成

单位：1. 北京工业大学机械与能源工程学院 北京 100124;2. 北京工业大学信息科学技术学院 北京 100124

关键词：磁致伸缩,Terfenol-D,光纤光栅,磁场传感器,缺陷检测；

基金：国家自然科学基金(12122201, 62271015, 12302237)和北京市自然科学基金(4232001，Z230004)资助项目。

传统的磁场传感器易受环境电磁干扰，难以应用于复杂工况条件下的磁无损检测。因此研制了一种基于Terfenol-D与光纤光栅的磁场传感器，并提出一种基于静态偏置磁场调优的传感器灵敏度提升方法。首先，基于磁致伸缩和光纤光栅传感理论，建立基于Terfenol-D的光纤光栅磁场传感器模型，分析光纤光栅波长漂移量与Terfenol-D材料所受外加磁场强度的关系。其次，引入静态偏置磁场对Terfenol-D材料进行预先磁化，调整传感器对磁场变化的检测灵敏度，理论分析与试验测试结果均表明：通过静态偏置磁场调优可有效提升传感器的磁场检测灵敏度至9.38 pm/mT，相比未优化时提升了约8.55倍。最后，将优化后的基于Terfenol-D的光纤光栅磁场传感器应用于钢板漏磁检测，不仅实现了缺陷定位和缺陷深度定量表征，还表现出比传统霍尔传感器更优异的抗电磁干扰能力。

来源：2025年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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