[發(fā)明專利]一種觸頭式磁性液體正弦壓力發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810308775.3
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108318180B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文榮;翟耀
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01L27/00
• 分類號: G01L27/00;G01L25/00
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發(fā)明的技術(shù)方案為一種觸頭式磁性液體正弦壓力發(fā)生器，該壓力發(fā)生器的組成包括壓力輸出觸頭、殼體頂蓋、梯形圓臺空心外殼、錐形螺線管線圈、水平底座、軟磁磁芯和煤油基磁性液體；所述梯形圓臺空心外殼內(nèi)部的中間，設(shè)置有一個密閉的磁性液體分隔板，將外殼內(nèi)部分隔為上下兩個腔室，上腔室內(nèi)裝有煤油基磁性液體；上腔室內(nèi)的煤油基磁性液體內(nèi)漂浮著壓力輸出觸頭，下腔室內(nèi)裝配有聚磁作用的軟磁磁芯。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小質(zhì)量輕，僅依靠可控電流源的輸入電流來控制壓力發(fā)生器輸出正弦壓力，頻率可控性高，輸出壓力信號的頻率由輸入電流頻率控制，且輸出壓力的幅值與電流幅值的線性關(guān)系較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓力發(fā)生器，主要涉及一種磁性液體正弦壓力發(fā)生器，作為可控正弦壓力源的發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

正弦壓力發(fā)生器廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)領(lǐng)域。裝置輸出正弦壓力信號可用于對壓力傳感器的性能參數(shù)(如靈敏度、精度等)進行校訂，對各種壓電材料動態(tài)參數(shù)進行測定，以及提供穩(wěn)定可控的正弦壓力信號。

目前現(xiàn)有的正弦壓力發(fā)生器主要有活塞型、轉(zhuǎn)盤型、出口調(diào)制型、激波管及駐波管式、壓電疊堆式這幾類等。通常是利用正弦變化的機械力提供激勵，對壓力發(fā)生器中的氣體進行正弦規(guī)律壓縮，又或是對壓力發(fā)生器給予機械振動使發(fā)生器內(nèi)部的固體或液體產(chǎn)生諧振，從而產(chǎn)生正弦壓力信號，其頻率較高，需要外加機械振動源，成本較大且不易控制。針對不同測量范圍的要求，不同固有頻率的壓力傳感器需要選用適合其特征的壓力源和校準方式去校準，才能夠保證可靠性。

目前磁性液體正弦壓力發(fā)生器還在實驗階段，現(xiàn)有的一種磁性液體正弦壓力發(fā)生器，將磁性液體置于U型管中，底部的永磁體的磁場力使其固定于管底部的中間，強迫磁性液體按徑向充滿試管底部，以激勵線圈提供交變磁場，磁性液體受到交變的磁場力，往復(fù)運動推動壓縮管道空氣，使其產(chǎn)生按正弦變化的壓力。其產(chǎn)生的正弦壓力信號較微弱，抗干擾能力差且需要外加壓力輸出裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種觸頭式磁性液體正弦壓力發(fā)生器。該壓力發(fā)生器采用錐形螺線管線圈，通過將密度略小于磁性液體的非磁性材料觸頭浮在磁性液體中作為壓力輸出器件，并在殼體底部中央內(nèi)置軟磁磁芯，實現(xiàn)了以磁性液體特有的一階浮力原理為核心，不需要外加機械振動激勵源，克服了現(xiàn)有正弦壓力發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，激勵源控制成本大等問題。本發(fā)明通過改變外加電源所通入的正弦電流的來控制磁場變化，從而控制輸出正弦壓力的頻率與幅值大小，以固體材料作為壓力輸出觸頭抗干擾能力強，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，易于控制等優(yōu)點。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種觸頭式磁性液體正弦壓力發(fā)生器，該壓力發(fā)生器的組成包括壓力輸出觸頭、殼體頂蓋、梯形圓臺空心外殼、錐形螺線管線圈、水平底座、軟磁磁芯和煤油基磁性液體；

所述梯形圓臺空心外殼為PVC材料的梯形圓臺空心薄筒，外殼錐度為16～18°；頂部為開口，底部為殼體底板，殼體底板的中心開有圓孔；外殼內(nèi)部的中間，設(shè)置有一個密閉的磁性液體分隔板，將外殼內(nèi)部分隔為上下兩個腔室，上腔室內(nèi)裝有煤油基磁性液體；

梯形圓臺空心外殼內(nèi)部的上腔室內(nèi)的煤油基磁性液體內(nèi)漂浮著壓力輸出觸頭；壓力輸出觸頭分為上下兩部分組成：錐度60°的觸頭下部圓臺，以及觸頭上部圓柱體；

所述的梯形圓臺空心外殼固定在水平底座上，水平底座的中部設(shè)置有凸起的圓筒，圓筒的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，凸起的圓筒穿過梯形圓臺空心外殼中的殼體底板伸入到下腔室內(nèi)；圓筒高1～1.5cm，軟磁磁芯通過螺紋旋入凸起的圓筒中，固定在下腔室內(nèi)，軟磁磁芯的頂端與磁性液體分隔板之間間隙為0～2mm；

所述的梯形圓臺空心外殼的頂部安裝有可拆卸的殼體頂蓋；殼體頂蓋為邊緣帶有向下外沿的圓盤，頂蓋主體部分中央設(shè)置有螺紋塞，螺旋塞的直徑與梯形圓臺空心外殼頂部外沿匹配，確保旋入并密封；殼體頂蓋的中心開有圓形通孔，壓力輸出觸頭的觸頭上部圓柱體的直徑與圓形通孔匹配，并通過圓形通孔穿過殼體頂蓋，觸頭上部圓柱體與頂蓋通孔之間留有1～2mm的間隙；