一種靈敏度高的磁性液體微壓差傳感器的製造方法
2023-10-23 20:15:12 1
一種靈敏度高的磁性液體微壓差傳感器的製造方法
【專利摘要】一種靈敏度高的磁性液體微壓差傳感器，適用於微壓測量領域。該裝置包括：上臂線圈（1-1）、下臂線圈（1-2）、圓柱形複合磁芯（2）、磁性液體（3）、U型有機玻璃管（4）、橡膠塞（5）、壓力表（6）、第一定值電阻（R1）、第二定值電阻（R2）、交流電源（U）和電壓表（V）。漆包銅線均勻、等匝數、以正接方式纏繞在U型有機玻璃管一側的上部和下部，與等值定值電阻（R1）、（R2）串聯後，並聯在交流電源兩端。注入磁性液體後將圓柱形複合磁芯放入U型管纏繞線圈一側的管內，塞入橡膠塞，U型管纏繞線圈一側開口端與壓力源P和壓力表連接。圓柱形複合磁芯在線圈內移動時，不用放大電路就能觀察到明顯的電壓值，降低功耗的同時使傳感器小型化。
【專利說明】一種靈敏度高的磁性液體微壓差傳感器
【技術領域】
[0001]本發明屬於磁性液體微壓差傳感器，特別適用於微壓差測量領域。
【背景技術】
[0002]目前磁性液體微壓差傳感器在我國的研究尚處於實驗階段，原理如下:U型有機玻璃管內部裝有磁性液體，兩臂纏繞線圈並通入交流電，與外部電路電阻構成電橋電路，有壓差作用時U型有機玻璃管兩臂液面產生高度差Ah，進而線圈電感L發生變化，電橋平衡被破壞，通過外部電路測得的電壓變化進而求得壓差變化。
[0003]由於現有的磁性液體微壓差傳感器電感變化很小，所輸出的電壓信號需要進行多級放大才便於觀察，由於放大電路也需要單獨供電，這一方面增大了傳感器的功耗，另一方面不利於磁性液體微壓差傳感器的小型化。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題:在微壓測量領域，原有磁性液體微壓差傳感器靈敏度偏低的問題。
[0005]本發明解決其技術問題的技術方案:
[0006]一種靈敏度高的磁性液體微壓差傳感器，該裝置包括:上臂線圈、下臂線圈、圓柱形複合磁芯、磁性液體、U型有機玻璃管、橡膠塞、壓力表、第一定值電阻R1、第二定值電阻R2、交流電源U和電壓表V。
[0007]高強度漆包銅線均勻、等匝數、以正接方式纏繞在U型有機玻璃管一側的上部和下部，構成上臂線圈和下臂線圈，兩線圈間距等於複合磁芯長度；向U型有機玻璃管內注入磁性液體後，將圓柱形複合磁芯放入U型有機玻璃管纏有線圈一側的管內，上臂線圈和下臂線圈加載交流電，保證圓柱形複合磁芯的兩端和線圈的同名端相對，此時在二階浮力原理和磁場力的共同作用下圓柱形複合磁芯懸浮於磁性液體中，位於兩線圈的間隙內。
[0008]然後將橡膠塞塞在U型有機玻璃管纏有線圈一側的上開口內，U型有機玻璃管纏有線圈一側開口端經三通與壓力源P和壓力表連接，上臂線圈、下臂線圈分別和等值的第一定值電阻R1、第二定值電阻R2串聯後，並聯在交流電源U的兩端構成電橋電路。
[0009]當U型有機玻璃管兩側不存在壓差時，圓柱形複合磁芯位於兩線圈的間隙中間位置，電橋電路輸出電壓為零。當U型有機玻璃管纏有線圈的一側存在微壓作用時，圓柱形複合磁芯隨著磁性液體在U型有機玻璃管中的流動而在U型有機玻璃管內移動。由於複合磁芯中鐵磁性物質的磁導率遠遠大於磁性液體，兩者相差約IO5數量級，而通電線圈的電感隨著其中介質磁導率的增大而增大，二者關係如下所示:
[0010]
【權利要求】
1.一種靈敏度高的磁性液體微壓差傳感器，該裝置包括:上臂線圈(1-1)、下臂線圈(1-2)、圓柱形複合磁芯(2)、磁性液體(3)、U型有機玻璃管(4)、橡膠塞(5)、壓力表(6)、第一定值電阻(R1)、第二定值電阻(R2)、交流電源(U)和電壓表(V)； 高強度漆包銅線均勻、等匝數、以正接方式纏繞在U型有機玻璃管一側的上部和下部，構成上臂線圈(1-1)和下臂線圈(1-2); 向U型有機玻璃管(4)內注入磁性液體(3)； 將圓柱形複合磁芯(2)放入U型有機玻璃管(4)中纏有線圈一側； 橡膠塞(5 )塞在U型有機玻璃管(4)的左臂上開口內，U型有機玻璃管(4)纏有線圈一側開口端經三通與壓力源P和壓力表(6)連接； 上臂線圈(1-1)和下臂線圈(1-2)分別和等值的第一定值電阻(R1)、第二定值電阻(R2)串聯後，並聯在交流電源(U)的兩端，兩線圈和兩個等值定值電阻構成電橋電路； 其特徵在於: 圓柱形複合磁芯(2)外層為橡膠磁鐵，內層為鐵磁性物質，懸浮於線圈間隙的磁性液體(3)中，複合磁芯與通電線圈同名端相對，用於提供回復力。
【文檔編號】G01L13/04GK103542975SQ201310467072
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月9日 優先權日:2013年10月9日
【發明者】李德才, 謝君 申請人:北京交通大學