[發明專利]一種磁性液體磁化粘度測試方法與裝置

有效

• 申請號: 201010290643.6
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN101963567A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 李國斌;閆薇;唐緯虹;倪培君;任麗宏;徐志雄
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五二研究所
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 寧波天一專利代理有限公司 33207
• 代理人: 劉賽云

技術領域

本發明涉及一種磁性液體材料粘度的測試方法與裝置，尤其是在磁場磁化作用下的磁性液體磁化粘度測試方法與裝置。

背景技術

磁性液體材料是由磁性粒子通過表面活性劑穩定分散于某種載液中而生成的具有磁性的固液二相功能材料，其整體形態、微觀結構和粘度等特性受外加磁場的約束和控制，在密封、阻尼減振、電磁濾通、高品質音響、傳感、制動等多方面具有非常廣泛的應用前景。磁性液體在磁場中和不同溫度下的粘度特性研究尤其重要，是其應用研究的基礎。當外加磁場低于某臨界值時，磁性液體中磁性粒子的布朗熱運動占主導地位，不易發生鏈狀序化，整體材料的粘度特性與普通流體相同；但是在外加強磁場作用下，磁性液體材料表現出極強的磁化增粘特性，而且這種磁化增粘特性與磁化時間有關。磁化增粘特性對于阻尼減振、制動等功用是有益的，但是對于密封和高品質音響等功用是有害的。因此需要測定其不同溫度下的粘度隨外加磁場強度和時間的變化曲線，以確定不同磁性液體材料的工作磁場，并為密封及阻尼減振等器件的優化設計提供依據。

普通的流體粘度測試方法不適于磁性液體材料的磁化粘度的測試。一方面在現有粘度測試設備上，無法方便對其施加強磁場，即使是施加了外磁場，一些靠重力作用的粘度計也無法使用，因為磁力會大于重力的作用。另一方面普通方法每次需要的液體樣品數量較大。

中國專利申請公開號為CN1737531A和專利授權公告號為CN2802498Y給出的磁性液體表觀粘度的測試方法采用磁性液體密封相近的聚磁結構，通過增加或減少聚磁結構中永磁體塊的數量來控制外加約束磁場的強度，這樣作一方面每次更換永磁塊不方便，另一方面約束磁場的變化是不連續的，無法準確測定臨界工作磁場，同時該專利也未給出工作磁場強度的測定方法。中國專利授權公告號為CN2099316U中給出的測定方法是傳統運動粘度測試方法的一種改進，雖然采用電磁取代了永磁，實現了外加磁場的連續變化，但是很難在較長時間內達到并維持較高的磁場強度，而且每次測試時需要大量的液體樣品和耗費較多的電能，特別是電磁線圈在工作時會產生大量的熱，難以控制被測樣品的溫度，尤其是較難實現低溫磁化粘度特性的測定。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用永磁體作磁源、約束磁場連續可調的磁性液體磁化粘度測試方法與裝置，要求材料樣品用量少，且不會對樣品溫度產生影響，使用方便，功耗小，實現低溫磁化粘度特性的測定。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種磁性液體磁化粘度測試方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

a、設定磁性液體磁化粘度測試裝置的軸向恒定間隙大小為δ、軸向恒定間隙圓柱面半徑為R、軸向恒定間隙圓柱面高度為L；

b、在所述裝置的軸向恒定間隙內通過管路注入磁性液體材料樣品；

c、通過導磁動環相對轉軸作上、下連續移動來調整徑向可調間隙來達到調整磁回路的磁通量Φ；

d、通過徑向可調間隙調整磁回路磁阻和磁通量來調整軸向恒定間隙內施加在磁性液體材料樣品上的磁場強度；

e、啟動調速電機，通過扭矩與轉速傳感器、轉軸帶動導磁動環轉動，使軸向恒定間隙內的磁性液體材料受到剪切作用，材料樣品的粘度特征轉換成剪切力并被扭矩與轉速傳感器測定導磁動環轉動扭矩M和轉動角速度ω；

f、通過感應線圈及與其相連的磁通計測定磁回路上的磁通量Φ；

g、通過下列公式計算轉換為磁性液體材料樣品的磁化粘度η；

η=τdv/dx≈F/ARω/δ]]>