[發明專利]一種帶支管的磁性液體微壓差傳感器

有效

• 申請號: 201410459786.3
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104198109A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 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: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 董琪

技術領域

本發明屬于傳感器領域，適用于微壓差測量。

背景技術

目前，磁性液體微壓差傳感器的結構形式主要有兩種，一種是U型管式磁性液體微壓差傳感器，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，這種類型的磁性液體微壓差傳感器輸出信號較弱，體積較大；另外一種是鐵芯式磁性液體微壓差傳感器，例如專利201410232410.9，201410232514.X，201410235030.0，201410232908.5中所提出的磁性液體微壓差傳感器，這種傳感器靈敏度很高，在±2000Pa的壓力范圍內有很好的線性度，但是該類傳感器兩個磁性液體環中間的部分為封閉的一段空氣，壓強始終為大氣壓，而磁性液體環的耐壓值為±2000Pa，因此該類傳感器僅適用于大氣壓附近的±2000Pa的微壓差測量。而工業領域通常的微壓差是指在高壓狀態下的微小壓強差，例如某管道內部兩處的壓強都在4個大氣壓左右，需要測量這兩處的微小壓強差，那么上述專利中所提出的磁性液體微壓差傳感器就不能滿足工業需求。

發明內容

本發明需要解決的技術問題：在工業設備中某兩處的絕對壓強值很大，而這兩處的相對壓強差又很小的情況下，原有的磁性液體微壓差傳感器不能滿足測量需求的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種帶支管的磁性液體微壓差傳感器，該裝置包括：透明玻璃管，第一圓柱形空心永久磁鐵，第二圓柱形空心永久磁鐵，第一感應線圈，第二感應線圈，第一磁性液體環，第二磁性液體環，第一圓柱形永久磁鐵，第二圓柱形永久磁鐵，鐵芯，第一限位器，第二限位器。

該裝置各部分之間的裝配：

將高強度漆包銅線均勻、對稱、等匝數地纏繞到透明玻璃管的兩端，分別構成第一感應線圈和第二感應線圈；將第一圓柱形空心永久磁鐵和第一限位器依次放入透明玻璃管中有支管的一端；然后將第一圓柱形永久磁鐵和第二圓柱形永久磁鐵吸附在鐵芯的兩端，并在第一圓柱形永久磁鐵和第二圓柱形永久磁鐵的端部分別吸附上第一磁性液體環和第二磁性液體環，第一圓柱形永久磁鐵、第二圓柱形永久磁鐵、鐵芯共同構成復合磁芯，第一磁性液體環和第二磁性液體環起到潤滑和密封耐壓的作用；之后將吸附有第一磁性液體環和第二磁性液體環的復合磁芯放入透明玻璃管中，再依次放入第二限位器和第二圓柱形空心永久磁鐵。裝配過程中，應保證第一感應線圈和第二感應線圈關于透明玻璃管的支管對稱，透明玻璃管內部的各部件關于第一感應線圈和第二感應線圈對稱，第一圓柱形空心永久磁鐵和第二圓柱形空心永久磁鐵用于給復合磁芯提供回復力，保證透明玻璃管兩端壓力相等時，復合磁芯位于第一感應線圈和第二感應線圈中間的平衡位置。

當透明玻璃管的左、右兩側分別作用P₁和P₂的壓強時，由于透明玻璃管上支管的作用，使得復合磁芯的左側和復合磁芯的中部壓強均為P₁，復合磁芯的右側壓強為P₂，這樣第一磁性液體環左右兩側的壓強均為P₁，第二磁性液體環左側的壓強為P₁，右側的壓強為P₂，這樣無論P₁和P₂的絕對壓強值為多大，只要P₁和P₂的壓強差滿足在±2000Pa的范圍內，該磁性液體微壓差傳感器就能夠對該壓強差進行測量。第一限位器和第二限位器的作用是限制復合磁芯在透明玻璃管內位移的極限位置。

當P₁＝P₂時，復合磁芯位于第一感應線圈和第二感應線圈中心的平衡位置，第一感應線圈和第二感應線圈的電感相同，外接電橋電路輸出的電壓信號為零；當P₁≠P₂時，復合磁芯偏離平衡位置，使得第一感應線圈和第二感應線圈的電感發生變化，外接電橋電路輸出相應的電壓信號。在一定范圍內，壓強差的大小和輸出的電壓值成正比。

本發明的有益效果：

本發明采用帶有支管的透明玻璃管作為磁性液體微壓差傳感器的封裝器具，使得復合磁芯中部的壓強與復合磁芯左端的壓強同步增大，復合磁芯中部的壓強不再是固定的大氣壓。這樣就實現了工業設備中某兩處的絕對壓強值很大，但相對壓強差又很小的情況下的微壓差測量。

附圖說明