一種氣隙型自感式磁性液體微壓差傳感器的製造方法
2023-06-08 18:48:16
一種氣隙型自感式磁性液體微壓差傳感器的製造方法
【專利摘要】一種氣隙型自感式磁性液體微壓差傳感器，裝配時，先將纏有左線圈(5-1)的左E型骨架(4-1)和纏有右線圈(5-2)的右E型骨架(4-2)固定在支架上，中間留有間隙；然後將吸附有磁性液體的由左圓柱形永久磁鐵(2-1)、右圓柱形永久磁鐵(2-2)和水平鐵芯(3-1)形成的複合磁芯放入有機玻璃管(6)中，將左環形磁鐵(7-1)和右環形磁鐵(7-2)分別塞入到有機玻璃管(6)的兩端，再將豎直鐵芯(3-2)與水平鐵芯(3-1)相連接；最後將豎直鐵芯(3-2)插入到左E型骨架(4-1)和右E型骨架(4-2)中間的間隙中。微壓作用時，複合磁芯左右移動，豎直鐵芯(3-2)與左、右E型骨架的間隙改變引起電感變化進而輸出電壓信號。該傳感器輸出信號強，靈敏度高。
【專利說明】一種氣隙型自感式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]該種磁性液體微壓差傳感器受外界環境的影響較大，且成本較高，輸出信號較弱，靈敏度低。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題:在微壓測量領域，磁性液體微壓差傳感器信號弱、靈敏度低的問題。
[0005]本發明解決其技術問題的技術方案:
[0006]—種氣隙型自感式磁性液體微壓差傳感器,該裝置包括:左磁性液體密封環、右磁性液體密封環、左圓柱形永久磁鐵、右圓柱形永久磁鐵、水平鐵芯、豎直鐵芯、左E型骨架、右E型骨架、左線圈、右線圈、有機玻璃管、左環形磁鐵、右環形磁鐵。
[0007]首先將將高強度漆包銅線均勻、等匝數地纏繞在左E型骨架和右E型骨架的中部，構成左線圈和右線圈；再將纏好線圈的左E型骨架和右E型骨架固定在與地面相連的支架上，兩骨架中間留有一定間隙；然後在水平鐵芯的中部開螺紋盲孔，在豎直鐵芯的端部攻螺紋；之後將左圓柱形永久磁鐵和右圓柱形永久磁鐵用膠粘在水平鐵芯的兩端，形成複合磁芯的水平部分，並在左、右圓柱形永久磁鐵的端部注入磁性液體，形成左磁性液體密封環和右磁性液體密封環，將吸附有磁性液體的複合磁芯水平部分放入有機玻璃管中後，將左環形磁鐵和右環形磁鐵分別用膠固定在有機玻璃管關於中部開口對稱的左端和右端，保證左環形磁鐵與左圓柱形永久磁鐵和右環形磁鐵與右圓柱形永久磁鐵同名端相對，用於提供回復力，保證複合磁芯在沒有壓差作用時處於平衡位置，再將豎直鐵芯的螺紋端通過有機玻璃管的中段開口處與水平鐵芯的螺紋盲孔相連接，豎直鐵芯與複合磁芯的水平部分共同構成複合磁芯；最後將豎直鐵芯插入到左E型骨架和右E型骨架中間的間隙中，應保證豎直鐵芯與左、右E型骨架的間隙相等。
[0008]當有機玻璃管兩側不存在壓差時，在左、右環形磁鐵的作用下，吸附有磁性液體的複合磁芯位於平衡位置，豎直鐵芯與左、右E型骨架的間隙相等，左線圈和右線圈的電感相等，外部電橋電路輸出電壓為零；當左側壓力源P增大時，複合磁芯向右側移動，使得豎直鐵芯與左E型骨架的間隙變大，與右E型骨架的間隙變小，導致磁路的磁阻變小，因此左線圈的電感減小，右線圈的電感增大，外部電橋電路輸出明顯的電壓信號；同理當P減小時，複合磁芯向左側移動，外部電橋電路輸出符號相反的電壓信號。[0009]本發明的有益效果:
[0010]該種磁性液體微壓差傳感器體積小，成本低，信號強，靈敏度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011 ] 圖1 一種氣隙型自感式磁性液體微壓差傳感器。
[0012]圖中:左磁性液體密封環1-1、右磁性液體密封環1-2、左圓柱形永久磁鐵2-1、右圓柱形永久磁鐵2-2、水平鐵芯3-1、豎直鐵芯3-2、左E型骨架4-1、右E型骨架4_2、左線圈5-1、右線圈5-2、有機玻璃管6、左環形磁鐵7-1、右環形磁鐵7-2。
【具體實施方式】
[0013]以附圖為【具體實施方式】對本發明作進一步說明:
[0014]—種氣隙型自感式磁性液體微壓差傳感器,該裝置包括:左磁性液體密封環1_1、右磁性液體密封環1-2、左圓柱形永久磁鐵2-1、右圓柱形永久磁鐵2-2、水平鐵芯3-1、豎直鐵芯3-2、左E型骨架4-1、右E型骨架4-2、左線圈5_1、右線圈5_2、有機玻璃管6、左環形磁鐵7-1、右環形磁鐵7-2。
[0015]首先將高強度漆包銅線均勻、等匝數地纏繞在左E型骨架4-1和右E型骨架4-2的中部，構成左線圈5-1和右線圈5-2 ;再將纏好線圈的左E型骨架4-1和右E型骨架4_2固定在與地面相連的支架上，兩骨架中間留有一定間隙；然後在水平鐵芯3-1的中部開螺紋盲孔，在豎直鐵芯3-2的端部攻螺紋；之後將左圓柱形永久磁鐵2-1和右圓柱形永久磁鐵2-2用膠粘在水平鐵芯3-1的兩端，形成複合磁芯的水平部分，並在左、右圓柱形永久磁鐵2-U2-2的端部注入磁性液體，形成左磁性液體密封環1-1和右磁性液體密封環1-2，將吸附有磁性液體的複合磁芯水平部分放入有機玻璃管6中後，將左環形磁鐵7-1和右環形磁鐵7-2分別用膠固定在有機玻璃管6關於中部開口對稱的左端和右端，保證左環形磁鐵7-1與左圓柱形永久磁鐵2-1和右環形磁鐵7-2與右圓柱形永久磁鐵2-2同名端相對，用於提供回復力，保證複合磁芯在沒有壓差作用時處於平衡位置，再將豎直鐵芯3-2的螺紋端通過有機玻璃管的中段開口處與水平鐵芯3-1的螺紋盲孔相連接，豎直鐵芯3-2與複合磁芯的水平部分共同構成複合磁芯；最後將豎直鐵芯3-2插入到左E型骨架4-1和右E型骨架4-2中間的間隙中，應保證豎直鐵芯3-2與左、右E型骨架4-1、4-2的間隙相等。如圖1所
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[0016]所述的磁性液體密封環1-1、1-2選用煤油基Fe304磁性液體，因為此磁性液體性能穩定，飽和磁化強度高，能夠滿足應用需要。
[0017]左圓柱形永久磁鐵2-1、右圓柱形永久磁鐵2-2材料為釹鐵硼，二者結構、材料和屬性完全相同。
[0018]水平鐵芯3-1選用導磁性差的奧氏體不鏽鋼材料，避免對上部磁路產生影響。
[0019]豎直鐵芯3-2選用lCrl3材料，相對磁導率約為2400，減少磁路漏磁，使輸出信號明顯。
[0020]左E型骨架4-1、右E型骨架4-2選用lCrl3材料，相對磁導率約為2400，減少磁路漏磁，使輸出信號明顯。
[0021]左線圈5-1、右線圈5-2的材料選用銅線，因為銅線的電阻率P c較小，產生的熱損耗少。
[0022]有機玻璃管6選用有機玻璃材質，因為有機玻璃具備熱膨脹係數小、價格便宜、防潮性好等特點，滿足應用需求。
[0023]左環形磁鐵7-1、右環形磁鐵7-2。材料為釹鐵硼，二者外徑與有機玻璃管內徑相等，二者結構、材料和屬性完全相同。
【權利要求】
1.一種氣隙型自感式磁性液體微壓差傳感器，該裝置包括:左磁性液體密封環(1-1)、右磁性液體密封環(1-2)、左圓柱形永久磁鐵(2-1)、右圓柱形永久磁鐵(2-2)、水平鐵芯(3-1)、豎直鐵芯(3-2)、左E型骨架(4-1)、右E型骨架(4_2)、左線圈(5_1)、右線圈(5_2)、有機玻璃管(6)、左環形磁鐵(7-1)、右環形磁鐵(7-2)。 首先將高強度漆包銅線均勻、等匝數地纏繞在左E型骨架(4-1)和右E型骨架(4-2)的中部，構成左線圈(5-1)和右線圈(5-2)； 再將纏好線圈的左E型骨架(4-1)和右E型骨架(4-2)固定在與地面相連的支架上，兩骨架中間留有一定間隙； 然後將左圓柱形永久磁鐵(2-1)和右圓柱形永久磁鐵(2-2)吸附在水平鐵芯(3-1)的兩端，形成複合磁芯的水平部分，並在左、右圓柱形永久磁鐵(2-1)、(2-2)的端部注入磁性液體，形成左磁性液體密封環(1-1)和右磁性液體密封環(1-2)，將吸附有磁性液體的複合磁芯放入有機玻璃管(6)中後，將左環形磁鐵(7-1)和右環形磁鐵(7-2)分別塞入到有機玻璃管(6)關於中部開口對稱的左端和右端，再將豎直鐵芯(3-2)的螺紋端通過有機玻璃管的中段開口處與水平鐵芯(3-1)的螺紋盲孔相連接； 最後將豎直鐵芯(3-2)插入左E型骨架(4-1)和右E型骨架(4-2)間的間隙中，應保證豎直鐵芯(3-2)與左、右E型骨架(4-1)、(4-2)的間隙相等。 其特徵是: 所述的複合磁芯由水平鐵芯(3-1)、豎直鐵芯(3-2)、左圓柱形永久磁鐵(2-1)、右圓柱形永久磁鐵(2-2)共同構成，水平鐵芯(3-1)和豎直鐵芯(3-2)共同作為敏感元件，將壓力轉化成位移，豎直鐵芯(3-2)的水平位移引起左線圈(5-1)和右線圈(5-2)的電感變化。
【文檔編號】G01L13/06GK104019933SQ201410232514
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】李德才, 謝君 申請人:北京交通大學