[實用新型]一種基于磁流變效應的水管水壓測量裝置

有效

• 申請號: 201520247441.1
• 申請日: 2015-04-19
• 公開（公告）號: CN204514525U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 孫美娜
• 申請（專利權）人: 孫美娜
• 主分類號: G01L9/16
• 分類號: G01L9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本使實用新型涉及一種水管水壓測量裝置，尤其是涉及一種基于磁流變效應的水管水壓測量裝置。

背景技術

工業生產用水和人們的生活用水都是通過水管網系統供給，而不同的應用領域所需要的水壓是不一樣的。水壓過高會引起水管爆裂，存在嚴重的安全隱患，而水壓過低時就不同很好地滿足生活生產的需要。因此，對水管水壓的測量也是必不可少。目前，市面上已經有不少測量水壓的傳感器，它們都比較準確地測量出水壓的大小，已經廣泛地應用于生產生活中。但隨著科學技術的不斷進步，各種新型設備的不斷涌現，其工作溫度(大于80℃)和工作壓力(大于200Mp)有時候比較高，而市面上現有的水壓傳感器(其工作溫度通常低于80℃，測量范圍通常低于150Mp)的工作溫度范圍和測壓量程已經無法滿足要求了。因此，設計及研制出一套能夠在高溫高壓下測量流體壓力的裝置的意義重大。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠在高溫高壓下快速、準確測量水壓的裝置。

為了有效的解決水壓傳感器的如上所述的不足，本實用新型是按如下方式來實現的：該裝置是由外伸接觸平板，外伸桿，磁流變液，電磁線圈，螺釘，蒙蓋，滑動變阻器，外殼，隔離圈，活塞，觸頭，密封圈，端蓋組成。外伸接觸平板通過外伸桿和活塞連接，活塞開有凹槽，電磁線圈繞在此凹槽里面，并且通過隔離圈將其與磁流變液隔離；蒙蓋、端蓋和外殼通過螺釘連接形成一個活動的腔室，連接處采用密封圈密封，磁流變液充滿于該密封活動腔室內部。滑動變阻器內置在外殼的內壁上，其觸頭與外伸桿固連；外伸桿通過密封圈和端蓋連接。

當電磁線圈通電時，在外殼、活塞以及它們的間隙產生磁路，使磁流變液引著磁場方向發生流變效應。當水壓在外伸接觸平板上施加壓力時，活塞開始向水壓方向運動，帶動觸頭運動，使得滑動變阻器阻值變小，感應線圈電壓變大，增大磁流變液引著磁場方向發生流變效應，從而增大磁流變液的剪切應力，這時，水壓和磁流變液的剪切力達到一個新的平衡，此時，水壓的大小與活塞和磁流變液間的剪切力大小相等，根據此原理，該裝置可以根據水壓大小改變自身的阻尼力，從而達到一個新的平衡，對水壓進行實施檢測。

本實用新型所述的一種基于磁流變效應的水管水壓測量裝置的積極效果在于：利用通電線圈會產生磁場，而磁流變液在磁場中其流變特性會在瞬間發生改變，使磁流變液由原來的New?ton流體轉變為高粘度、低流動性的Bingham流體，這個是一個連續、可逆的過程。通過改變電流的大小可實現磁流變液剪切力的無極調節，直到磁流變液的剪切力與水的壓力相等。在整個裝置中所需的磁流變液體積只有5mL，而磁流變液的工作溫度為-20℃-150℃，剪切屈服應力可達到300Mp，因此，整個裝置能夠在高溫、高壓下工作，其結構非常緊湊，響應迅速，可靠性高，造價便宜。

附圖說明

圖為一種基于磁流變效應的水管水壓測量裝置的內部結構示意圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。

在圖中，本實用新型一種基于磁流變效應的水管水壓測量裝置，其內部結構是由外伸接觸平板1、外伸桿2、磁流變液3、電磁線圈4、螺釘6、蒙蓋7、滑動變阻器8、外殼9、隔離圈10、活塞11、觸頭12、密封圈13、端蓋14組成。外伸接觸平板1通過外伸桿2和活塞11連接，活塞11開有凹槽，電磁線圈4繞在此凹槽里面，并且通過隔離圈10將其與磁流變液3隔離；蒙蓋7、端蓋14和外殼9通過螺釘6連接形成一個活動的腔室，連接處采用密封圈13密封，磁流變液3充滿于該密封活動腔室內部。滑動變阻器8內置在外殼9的內壁上，其觸頭12與外伸桿2固連；外伸桿2通過密封圈13和端蓋14連接。

利用通電時，電磁線圈4會產生磁場5，而磁流變液3在磁場5中其流變特性會在瞬間發生改變，使磁流變液3由原來的New?ton流體轉變為高粘度、低流動性的Bingham流體。通過改變電流的大小可實現磁流變液3剪切力的無極調節，直到磁流變液3的剪切力與水的壓力15相等。在整個裝置中所需的磁流變液3體積只有5mL，而磁流變液3的工作溫度為-20℃-150℃，剪切屈服應力可達到300Mp，因此，整個裝置能夠在高溫、高壓下工作。

當電磁線圈4通電時，在外殼9、活塞11以及它們的間隙產生磁路5，使磁流變液3發生流變效應。當水壓15在外伸接觸平板1上施加壓力時，活塞11開始向水壓方向運動，帶動觸頭12運動，使得滑動變阻器8阻值變小，感應線圈4電壓變大，從而增大磁流變液3的剪切應力，達到一個新的平衡，此時，水壓15的大小與活塞11和磁流變液3間的剪切力大小相等，根據此原理，該裝置可以根據水壓15大小改變自身的阻尼力，從而達到一個新的平衡，對水壓15進行實施檢測。