[發明專利]一種互感式磁性液體微壓差傳感器

有效

• 申請號: 201410235030.0
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104006916B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 李德才;謝君
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01L13/06
• 分類號: G01L13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于磁性液體微壓差傳感器，特別適用于微壓差測量領域。

背景技術

目前磁性液體微壓差傳感器在我國的研究尚處于實驗階段，原理如下：U型有機玻璃管內部裝有磁性液體，兩臂纏繞線圈并通入交流電，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Δh，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。

該種自感式磁性液體微壓差傳感器零點殘余電壓較大，不能滿足小范圍精密測量的需要，且該傳感器尺寸較大，不能滿足傳感器小型化和輕量化的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：在微壓測量領域，自感式磁性液體微壓差傳感器零點殘余電壓較大、尺寸較大的問題。

本發明解決其技術問題的技術方案：

一種互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、左感應線圈、右感應線圈、激勵線圈、鐵芯、左圓柱形永久磁鐵、右圓柱形永久磁鐵、左環形磁鐵、右環形磁鐵、有機玻璃管。

首先將將高強度漆包銅線均勻纏繞在有機玻璃管的中間位置，構成激勵線圈，在激勵線圈的左右兩側均勻、對稱、等匝數的纏繞左感應線圈和右感應線圈，左、右感應線圈與激勵線圈之間各留有一指間隙；再將激勵線圈與恒壓源連接，將左感應線圈和右感應線圈反向串聯后與電壓表相連；然后將左圓柱形永久磁鐵、右圓柱形永久磁鐵固定在鐵芯的兩端，共同構成復合磁芯，并在端部分別吸附左磁性液體密封環和右磁性液體密封環后將復合磁芯放入有機玻璃管中；最后將左環形磁鐵和右環形磁鐵分別用膠固定到有機玻璃管關于激勵線圈對稱的左端和右端，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，用于提供回復力，保證復合磁芯在沒有壓差作用時處于平衡位置，鐵芯的長度應滿足使得復合磁芯處于平衡位置時，鐵芯的兩個端面分別位于左感應線圈和右感應線圈的軸向中心處。

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，吸附有磁性液體的復合磁芯位于平衡位置，鐵芯位于左感應線圈和右感應線圈中的長度相等，左感應線圈和右感應線圈產生的感應電動勢相等，因此輸出電壓為零；當左側壓力源P增大時，復合磁芯向右側移動，使得鐵芯位于左感應線圈中的長度減小，位于右感應線圈中的長度增大，使得左感應線圈的感應電動勢減小，右感應線圈產生的感應電動勢增大，二者差值即為輸出電壓，反之則輸出符號相反的電壓信號。

本發明的有益效果：

該種互感式磁性液體微壓差傳感器零點殘余電壓小，尺寸小。

附圖說明

圖1一種互感式磁性液體微壓差傳感器。

圖中：左磁性液體密封環1-1、右磁性液體密封環1-2、左感應線圈2-1、右感應線圈2-2、激勵線圈3、鐵芯4、左圓柱形永久磁鐵5-1、右圓柱形永久磁鐵5-2、左環形磁鐵6-1、右環形磁鐵6-2、有機玻璃管7。

具體實施方式

以附圖為具體實施方式對本發明作進一步說明：

一種互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、左感應線圈2-1、右感應線圈2-2、激勵線圈3、鐵芯4、左圓柱形永久磁鐵5-1、右圓柱形永久磁鐵5-2、左環形磁鐵6-1、右環形磁鐵6-2、有機玻璃管7。

首先將高強度漆包銅線均勻纏繞在有機玻璃管7的中間位置，構成激勵線圈3，在激勵線圈3的左右兩側均勻、對稱、等匝數的纏繞左感應線圈2-1和右感應線圈2-2，左、右感應線圈與激勵線圈3之間各留有一指間隙；再將激勵線圈3與恒壓源連接，將左感應線圈2-1和右感應線圈2-2反向串聯后與電壓表相連；然后將左圓柱形永久磁鐵5-1、右圓柱形永久磁鐵5-2固定在鐵芯4的兩端，共同構成復合磁芯，并在端部分別吸附左磁性液體密封環1-1和右磁性液體密封環1-2后將復合磁芯放入有機玻璃管7中；最后將左環形磁鐵6-1和右環形磁鐵6-2分別用膠固定到有機玻璃管7關于激勵線圈3對稱的左端和右端，保證左環形磁鐵6-1與左圓柱形永久磁鐵5-1和右環形磁鐵6-2與右圓柱形永久磁鐵5-2同名端相對，用于提供回復力，保證復合磁芯在沒有壓差作用時處于平衡位置，鐵芯4的長度應滿足使得復合磁芯處于平衡位置時，鐵芯4的兩個端面分別位于左感應線圈2-1和右感應線圈2-2的軸向中心處。如圖1所示。

所述的磁性液體密封環1-1、1-2選用煤油基Fe₃O₄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。