一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置的製作方法

2023-06-15 14:07:21 2

專利名稱：一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於磁性液體微壓差傳感器的輔助裝置，特別適用於磁性液體微壓差測量領域。
背景技術：
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。由於磁性液體微壓差傳感器的U型玻璃管一側與大氣相連通，因此當壓力源P —側加壓時，如果P超過臨界值，則會造成磁性液體從U型玻璃管與大氣相連通的一側溢出，造成環境汙染和測量結果失真。

發明內容
本發明所要解決的技術問題:在磁性液體微壓測量領域，磁性液體微壓差傳感器中磁性液體溢出的問題。本發明解決其技術問題的技術方案:一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，該裝置包括:高強度漆包銅線圈LI和L2、滑動變阻器Rl和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數轉換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸杆結構；磁性液體微壓差傳感器由如下裝置構成:高強度漆包銅線均勻、對稱、等匝數的纏繞在U型玻璃管的兩臂上，構成左臂線圈和右臂線圈，向U型玻璃管內注入磁性液體，橡膠塞塞在U型有機玻璃管的左臂上開口內，U型玻璃管左臂的側開口端經三通與壓力源和壓力表連接，左臂線圈和右臂線圈分別和等值定值電阻串聯後，並聯在交流電源Utl的兩端，和定值電阻構成電橋電路；磁性液體微壓差傳感器原理如下:當U型玻璃管兩側不存在壓差時，U型玻璃管內兩臂磁性液體液面相平，兩臂電感相同，輸出電壓信號為零。當U型玻璃管的一側存在微壓作用時，磁性液體在管內流動，兩臂電感出現差值，電橋平衡被破壞，通過測量輸出的電壓信號值可以求得壓強的變化；磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置原理如下:將高強度漆包銅線均勻、等匝數的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型玻璃管的右臂上部，構成線圈LI和L2，兩線圈間距離10mm，線圈LI和L2分別和等值滑動變阻器Rl、R2串聯後，並聯在交流電源U的兩端，與兩個等值滑動變阻器構成電橋電路；當施加壓強P未超過臨界值時，磁性液體不會進入線圈LI和L2中，兩線圈與滑動變阻器Rl和R2所構成的電橋電路平衡，不產生電壓信號；當壓強P超過臨界值時，磁性液體會進入線圈LI中，此時電橋電路不再平衡，產生電壓信號，輸出的電壓信號經A/D模數轉換器轉換成數位訊號後，輸入給8031單片機，8031單片機控制電機旋轉帶動蝸輪蝸杆結構，橡膠塞從U型玻璃管左臂上開口移走，這樣U型玻璃管左臂與右臂均與大氣連通，使得U型玻璃管兩臂液面重新回到平衡位置，0.5s後8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸杆結構反向運動，橡膠塞重新塞入U型管左臂上開口。本發明的有益效果:在防溢出裝置的作用下，當外界施加的壓強P超過臨界值時，壓強P —側能夠迅速與大氣聯通，使得U型玻璃管兩臂液面重新回到平衡位置，避免了因U型玻璃管內磁性液體的溢出而造成的環境汙染和測量結果失真。


圖1 一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置。圖中:高強度漆包銅線圈1-1和1-2，蝸輪蝸杆結構2。圖2防溢出裝置電橋電路示意圖。圖中:滑動變阻器Rl和R2、交流電源U和電壓表V。圖3防溢出裝置工作原理圖。
具體實施例方式以附圖為具體實施方式
對本發明作進一步說明:一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，如圖1、2、3所示。該裝置包括:高強度漆包銅線圈1-1 (LI)和1-2 (L2)、等值滑動變阻器Rl和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數轉換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸杆結構2 ；高強度漆包銅線均勻、等匝數的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型玻璃管的右臂上部，構成線圈1-1和1-2,兩線圈間距離IOmm ；線圈1-1和1-2分別和等值滑動變阻器R1、R2串聯後，並聯在交流電源U的兩端，與兩個等值滑動變阻器構成電橋電路；當外界施加壓強超過臨界值時，磁性液體微壓差傳感器中的磁性液體進入到線圈
1-1中，此時線圈1-1與線圈1-2中的電感不再相同，電橋電路不再平衡，產生電壓信號，將電橋電路輸出的電壓信號輸入到A/D模數轉換器中，如圖3所不,將A/D模數轉換器輸出的數位訊號經8031單片機控制電機轉動，帶動蝸輪蝸杆結構2向上移動，使橡膠塞移出U型玻璃管左臂上開口，此時U型玻璃管左右兩臂均與大氣聯通，U型玻璃管內液面重新回到平衡位置，0.5s後8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸杆結構反向運動，橡膠塞重新塞入U型玻璃管左臂上開口；高強度漆包銅線圈1-1和1-2的材料選用銅線，因為銅線的電阻率P。較小，產生的熱損耗少。使用實例:常溫下取高強度漆包銅線圈1-1和1-2直徑0.1mm,匝數分別為150匝，如圖1所示纏繞在磁性液體微壓差傳感器右臂上部，所通電流為0.1A，電壓6V，頻率160KHz ;如圖2所示連接好電橋電路後，將電橋電路輸出的電壓信號輸入到A/D模數轉換器中，如圖3所示，將A/D模數轉換器輸出的數位訊號經8031單片機控制電機轉動，帶動蝸輪蝸杆結構2向上移動，使橡膠塞移出U型玻璃管左臂上開口，U型玻璃管內液面重新回到平衡位置，0.5s後8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸杆結構反向運動，橡膠塞重新塞入U型管左臂上開口。通過磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，有效的避免了由於壓強超出臨界值時因磁性液體溢出而造成的環境汙染和測量結果失真。
權利要求
1.一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，該裝置包括:高強度漆包銅線圈LI(1-1)和L2 (1-2)、滑動變阻器Rl和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數轉換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸杆結構(2)； 高強度漆包銅線均勻、等匝數的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型有機玻璃管的右臂上部，構成線圈(1-1)和(1-2)，線圈間距10mm，線圈(1-1)和(1-2)分別和等值滑動變阻器Rl、R2串聯後，並聯在交流電源U的兩端，和兩個等值滑動變阻器構成電橋電路，將電橋電路的輸出端與A/D模數轉換器相連，A/D模數轉換器經8031單片機與電機相連，電機帶動蝸輪蝸杆結構運動。
其特徵是: 線圈(1-1)、(1-2)和滑動變阻器R1、R2所構成的電橋電路輸出的電壓信號輸入到A/D模數轉換器中，A/D模數轉換器輸出的數位訊號經8031單片機控制電機轉動，帶動蝸輪蝸杆結構(2)向上移動，使橡膠塞移出U型玻璃管左臂上開口，這樣U型玻璃管左臂與右臂均與大氣連通，U型玻璃管內液面重新回到平衡位置，0.5s後8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸杆結構反向運動，橡膠塞重新塞入U型玻璃管左臂上開口。
2.根據權利要求1所述的一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，其特徵是: 所述的交流電源U頻率為160kHz 180kHz，峰值為5V 7V。
全文摘要
一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，屬於磁性液體微壓差傳感器的輔助裝置，適用於磁性液體微壓差測量。解決了由於壓強超出臨界值時因磁性液體溢出而造成的環境汙染和測量結果失真的問題。該裝置包括高強度漆包銅線圈L1(1-1)和L2(1-2)、滑動變阻器R1和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數轉換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸杆結構(2)。高強度漆包銅線均勻、等匝數的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型有機玻璃管的右臂上部，構成線圈分別和等值滑動變阻器R1、R2串聯後，並聯在交流電源U的兩端，電橋電路輸出的電壓信號經A/D模數轉換器後由8031單片機控制電機轉動，帶動蝸輪蝸杆結構向上移動，使橡膠塞移出U型管， U型管內液面重新回到平衡位置。
文檔編號G01L19/00GK103196621SQ20131008108
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者謝君, 李德才 申請人:北京交通大學