一種截面型自感式磁性液體微壓差傳感器的製造方法

2023-05-28 20:47:21

一種截面型自感式磁性液體微壓差傳感器的製造方法
【專利摘要】一種截面型自感式磁性液體微壓差傳感器，裝配時，先將導磁環(6)固定在有機玻璃管(8)的中心，左、右線圈(5-1)和(5-2)對稱纏繞在導磁環(6)兩側後裝上左、右導磁套(4-1)和(4-2)；然後將左、右圓柱形永久磁鐵(2-1)和(2-2)，左、右鋁棒(3-1)和(3-2)，鐵芯(7)組成複合磁芯，吸附左、右磁性液體密封環(1-1)和(1-2)後放入有機玻璃管(8)中；最後將左、右環形磁鐵(9-1)和(9-2)放入有機玻璃管(8)兩端。微壓作用時，複合磁芯左右移動，鐵芯(7)的圓柱面和左、右導磁套(4-1)、(4-2)與有機玻璃管(8)接觸的兩圓環面相對部分的面積改變引起電感變化而輸出電壓信號。該傳感器輸出信號明顯，自由行程可調，裝配方便。
【專利說明】一種截面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測量範圍大約在OPa?lOOOPa，測量範圍過小，受外界環境的影響較大，且成本較高，輸出信號較弱，不能滿足大部分微壓測量的需要。

【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量程過小、信號弱的問題。
[0005]本發明解決其技術問題的技術方案:
[0006]一種截面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、左鋁棒、右鋁棒、左導磁套、右導磁套、左線圈、右線圈、導磁環、鐵芯、有機玻璃管、左環形磁鐵、右環形磁鐵。
[0007]首先將導磁環固定在有機玻璃管的中間位置，再將高強度漆包銅線均勻、等匝數、對稱地纏繞在導磁環的兩端，構成左線圈和右線圈；然後將左導磁套套在左線圈上，右導磁套套在右線圈上，導磁套和導磁環共同構成了有機玻璃管外部的磁路；之後將左、右鋁棒分別粘在鐵芯的兩端，再將左、右圓柱形永久磁鐵分別粘在左、右招棒的兩端，並在左、右圓柱形永久磁鐵的端部吸附磁性液體密封環，共同構成複合磁芯；將複合磁芯放入到有機玻璃管中，在磁性液體二階浮力原理的作用下，複合磁芯懸浮在有機玻璃管中，鐵芯的長度應滿足使得鐵芯的兩個端面分別位於左、右導磁套與有機玻璃管接觸的兩圓環面的軸向中心處；最後將左環形磁鐵和右環形磁鐵分別塞入到有機玻璃管關於導磁環對稱的左端和右端，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。
[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關於導磁環對稱的平衡位置，鐵芯的圓柱面和左、右導磁套與有機玻璃管接觸的兩圓環面相對部分的面積相等，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，使得鐵芯的圓柱面和右導磁套與有機玻璃管接觸的圓環面相對部分的面積增大，鐵芯的圓柱面和左導磁套與有機玻璃管接觸的圓環面相對部分的面積減小，因此右線圈電感增大,左線圈電感減小,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，夕卜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，具有良好的線性度，自由行程可按需要進行設計，裝配方便，信號明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1 一種截面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、左鋁棒3-1、右鋁棒3-2、左導磁套4-1、右導磁套4_2、左線圈5_1、右線圈5-2、導磁環6、鐵芯7、有機玻璃管8、左環形磁鐵9-1、右環形磁鐵9-2。
【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]一種截面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、左鋁棒3-1、右鋁棒3-2、左導磁套4-1、右導磁套4-2、左線圈5-1、右線圈5_2、導磁環6、鐵芯7、有機玻璃管8、左環形磁鐵9-1、右環形磁鐵9-2。
[0015]首先將導磁環6固定在有機玻璃管8的中間位置，再將高強度漆包銅線均勻、等匝數、對稱地纏繞在導磁環的兩端，構成左線圈5-1和右線圈5-2 ;然後將左導磁套4-1套在左線圈5-1上，右導磁套4-2套在右線圈5-2上，導磁套4-1、4-2和導磁環6共同構成了有機玻璃管8外部的磁路；然後將左鋁棒3-1、右鋁棒3-2分別粘在鐵芯7的兩端，再將左圓柱形永久磁鐵2-1、右圓柱形永久磁鐵2-2分別粘在鋁棒3-1、3-2的兩端，並在圓柱形永久磁鐵2-1、2-2的端部吸附磁性液體密封環1-1、1_2，共同構成複合磁芯；將複合磁芯放入到有機玻璃管8中，在磁性液體二階浮力原理的作用下，複合磁芯懸浮在有機玻璃管8中，鐵芯7的長度應滿足使得鐵芯7的兩個端面分別位於導磁套4-1、4-2與有機玻璃管8接觸的兩圓環面的軸向中心處；最後將左環形磁鐵9-1和右環形磁鐵9-2分別塞入到有機玻璃管8關於導磁環6對稱的左端和右端，保證左環形磁鐵9-1與左圓柱形永久磁鐵2-1和右環形磁鐵9-2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。如圖1所示。
[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]圓柱形永久磁鐵2-1、2_2，材料為釹鐵硼，二者結構、材料和屬性完全相同。
[0018]鋁棒3-1、3_2為圓柱形，直徑與圓柱形永久磁鐵2-1、2_2相等，二者結構、材料和屬性完全相同。
[0019]左導磁套4-1、右導磁套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。
[0020]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。
[0021]導磁環6為圓盤形，內徑與有機玻璃管8外徑相同，材料為lCrl3。
[0022]鐵芯7為圓柱形，直徑與鋁棒3-1、3_2直徑相等，材料為lCrl3。[0023]有機玻璃管8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。
[0024]左環形磁鐵9-1、右環形磁鐵9-2。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】
1.一種截面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)、左鋁棒(3-1)、右鋁棒(3-2)、左導磁套(4-1)、右導磁套(4-2)、左線圈(5_1)、右線圈(5_2)、導磁環(6)、鐵芯(7)、有機玻璃管(8)、左環形磁鐵(9-1)、右環形磁鐵(9-2)。 首先將導磁環(6)固定在有機玻璃管(8)的中間位置，再將高強度漆包銅線均勻、等匝數、對稱地纏繞在導磁環的兩端，構成左線圈(5-1)和右線圈(5-2);然後將左導磁套(4-1)套在左線圈(5-1)上，右導磁套(4-2)套在右線圈5-2上； 將吸附磁性液體密封環(1-1)、(1-2)的複合磁芯放入到有機玻璃管(8)中，在磁性液體二階浮力原理的作用下，複合磁芯懸浮在有機玻璃管(8)中，鐵芯(7)的長度應滿足使得鐵芯(7)的兩個端面分別位於導磁套(4-1)、(4-2)與有機玻璃管(8)接觸的兩圓環面的軸向中心處； 最後將左環形磁鐵(9-1)和右環形磁鐵(9-2)分別塞入到有機玻璃管(8)關於導磁環(6)對稱的左端和右端，保證左環形磁鐵(9-1)與左圓柱形永久磁鐵(2-1)和右環形磁鐵(9-2)與右圓柱形永久磁鐵(2-2)同名端相對； 其特徵是: 所述的複合磁芯如下:將左鋁棒(3-1)、右鋁棒(3-2)分別粘在鐵芯(7)的兩端，再將左圓柱形永久磁鐵(2-1)、右圓柱形永久磁鐵(2-2)分別粘在鋁棒(3-1)、(3-2)的兩端，五部分共同構成複合磁芯。
2.根據權利要求1所述的一種截面型自感式磁性液體微壓差傳感器，其特徵是: 左導磁套(4-1)、右導磁套(4-2)、導磁環(6)和複合磁芯中的鐵芯(7)共同構成了左線圈(5-1)和右線圈(5-2)所產生磁場的閉合磁路，有效減少了漏磁，使得輸出信號更佳。
【文檔編號】G01L13/06GK104019932SQ201410232410
【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