一種磁性液體微壓差角速度傳感器的製造方法
2023-06-11 04:52:26
一種磁性液體微壓差角速度傳感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種磁性液體微壓差角速度傳感器。該傳感器由一組激勵線圈，兩組感應線圈，磁性液體，有機玻璃管，橡皮塞構成。其中，一組激勵線圈繞於有機玻璃管凹槽內側，激勵線圈採用首尾串聯接法。兩組感應線圈分別繞於有機玻璃管凹槽外側，感應線圈繞組採用同名端串聯組成差動方式輸出。磁性液體從有機玻璃管上部小孔放入，橡皮塞堵住有機玻璃管小孔。當有機玻璃管轉動時，因離心力作用使磁性液體液面產生微差，從而使感應線圈輸出不再平衡，據理論分析，傳感器的輸出電壓即感應線圈的輸出壓差與輸入的微壓差成正比。本實用新型結構有高線性度、高靈敏度、高精度、結構簡單和低成本等優點，在傳感器檢測角速度中具有廣泛的應用前景。
【專利說明】一種磁性液體微壓差角速度傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於磁性液體微壓傳感器的【技術領域】，提出一種磁性液體微壓差角速度傳感器。
【背景技術】
[0002]磁性液體是將眾多的鐵磁性或壓鐵磁性微粒高度彌散於液態載液中而構成的一種高穩定性的膠體溶液。微粒與載液通過界面活性劑渾成的這種磁液即使在重力場、電場、磁場作用下也能長期穩定的存在，不產生沉澱與分離，具有實用性。
[0003]磁性液體中的磁性微粒通常為Fe304、Y _Fe203、FeN3、Fe及稀土合金等固體超細微粒。常見的磁性微粒尺寸小於10nm，呈超順磁性。製備磁性微粒的方法有很多種，如機械研磨法、化學共沉澱法、溶膠一凝膠法、反相微乳液法、高溫分解法和超聲波化學方法等。
[0004]表面活性劑是具有兩親性結構的有機物，包覆在磁性微粒表面防止其團聚。其一端為活性基團(如羧基、硫酸根、磷酸根、羥基等)；另一端是長鏈的有機分子，使磁性粒子具有親水或親油性，它伸人到基液中，當基液與官能團的外端具有相似結構時，它們就能很好地相互溶解。由於磁性粒子表面包覆了外端帶有同種電荷的表面活性劑，因此粒子之間會相互排斥，從而阻止了團聚或沉澱的發生。
[0005]基液是磁性微粒存在的介質，它的性質決定著磁性納米微粒的用途。如在醫學上，具有生物活性的水基磁性液體可用於靶向藥物、核磁共振造影劑、磁性免疫細胞的分離和磁熱療法治腫瘤等方面。而油溶性磁性液體可用於揚聲器、阻尼器以及磁性液體密封技術、磁性液體潤滑技術、磁性液體研磨技術、磁性液體傳感技術等領域。
[0006]磁性液體作為一種新型的磁性液體材料，具有傳感器結構所需要的許多特性:膠體介質懸浮、彈性穩定慣性體、比例阻尼、磁性液體浮力伺服環等，其獨特的性能吸引越來越多的研究人員對其在傳感器領域的理論及應用進行研究。美國、德國、日本、羅馬尼亞等國學者在新型磁性液體傳感器都做了大量工作，相關專利成果不斷湧現，廣泛用於航空航天和國防軍事領域，解決各種特殊、複雜、高精度、條件惡劣下的測試問題。
[0007]基於對磁性液體微壓傳感器的研究，本實用新型提出一種磁性液體微壓差角速度傳感器，該傳感器具有高線性度、高靈敏度、高精度、結構簡單和低成本的優點。
【發明內容】
[0008]本實用新型涉及磁性液體微壓傳感器的【技術領域】，提出一種磁性液體微壓差角速度傳感器。
[0009]為了實現上述目的本實用新型採用的技術方案如下:
[0010]一種磁性液體微壓差角速度傳感器，所述的裝置包括一組激勵線圈，兩組感應線圈，磁性液體，中心附有凹槽有機玻璃管，橡皮塞。
[0011]本實用新型實施方式是:一組激勵線圈繞於有機玻璃管凹槽內側和有機玻璃管外壁內側，激勵線圈採用首尾串聯接法。兩組感應線圈分別繞於有機玻璃管凹槽外側，有機玻璃管外壁外側，感應線圈繞組採用同名端串聯組成差動方式輸出。磁性液體從有機玻璃管上部小孔放入，橡皮塞堵住有機玻璃管小孔。當有機玻璃管轉動時，因離心力作用使磁性液體液面中心和外部高度差不為零，從而使感應線圈輸出不再平衡，據理論分析，傳感器的輸出電壓即感應線圈的輸出壓差與輸入的微壓差成正比。
[0012]激勵信號源採用的是CA1640-02型函數發生器，其開路輸出峰-峰電壓範圍為ImVP-P?20VP-P，頻率範圍為0.2Hz?2MHz。函數發生器產生的信號接入傳感器的激勵線圈，兩組感應線圈反相串接用於提供壓差Λ U，輸出電壓Λ U經過放大、整流、濾波後轉化為直流電壓，可通過示波器讀出來。
[0013]本實用新型的特色與優勢在於:具有高線性度、高靈敏度、高精度、結構簡單和低成本等優點，磁性液體微壓差角速度傳感器還將在實現微壓差測量方面有所突破，克服了像壓阻式壓差傳感器所存在較大的滯後和蠕變現象、固有頻率低、受溫度影響嚴重且線性度較差等缺點；克服了像電容式壓差傳感器受溫度、溼度、電容介質的影響大，配套儀器要求高，非接觸性測量精度差等缺點；克服了像諧振式壓力傳感器的存在同頻幹擾的問題，如果幹擾信號過大，其的品質因數會顯著下降等缺點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型所用磁性液體的組成。
[0016]具體實施方法
[0017]下面結合附圖進一步說明實施方法:
[0018]如圖1，一組激勵線圈2繞於有機玻璃管5凹槽內側和有機玻璃管5外壁內側，激勵線圈2採用首尾串聯接法。一組感應線圈I繞於有機玻璃管5凹槽外側和有機玻璃管5外壁外側，感應線圈I繞組採用同名端串聯組成差動方式輸出。磁性液體4從有機玻璃管5上部小孔放入，橡皮塞3堵住有機玻璃管5小孔。
[0019]本實用新型工作時，當有機玻璃管5轉動時，因離心力作用使磁性液體4液面中心和外部高度差不為零，從而使感應線圈I輸出不再平衡，據理論分析，傳感器的輸出電壓即感應線圈I的輸出壓差與輸入的微壓差成正比。
[0020]激勵信號源採用的是CA1640-02型函數發生器，其開路輸出峰-峰電壓範圍為ImVP-P?20VP-P，頻率範圍為0.2Hz?2MHz。函數發生器產生的信號接入傳感器的激勵線圈2，兩組感應線圈I反相串接用於提供壓差Λ U，輸出電壓Λ U經過放大、整流、濾波後轉化為直流電壓，可通過示波器讀出來。
[0021 ] 如圖2，磁性液體是由磁性微粒6，基液7，表面活性劑8組成。
【權利要求】
1.一種磁性液體微壓差角速度傳感器，該傳感器由兩組感應線圈、一組激勵線圈、橡皮塞、磁性液體、有機玻璃管構成；其特徵在於:一組激勵線圈(2)繞於有機玻璃管(5)凹槽內側，激勵線圈(2)採用首尾串聯接法；兩組感應線圈(I)分別繞於有機玻璃管(5)凹槽外偵牝感應線圈(I)繞組採用同名端串聯組成差動方式輸出；磁性液體(4)從有機玻璃管(5)上部小孔放入，橡皮塞(3)堵住有機玻璃管小孔。
【文檔編號】G01P3/44GK204008687SQ201420442428
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月5日 優先權日:2014年8月5日
【發明者】吳俊峰, 孫明禮, 徐彪, 薛豪傑, 任雋慷, 董劍煜 申請人:浙江師範大學行知學院