[發明專利]一種液態材料磁特性的測量系統和測量方法

在審

• 申請號: 202010680493.3
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111812566A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 張艷麗;張一峰;王振;任自艷;張殿海;夏斌;閻秀恪;綦艷麗
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01R33/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種液態材料磁特性的測量系統和測量方法，該測量系統包括：用于產生磁場的磁場發生裝置和設置在磁場中的輔助裝置；輔助裝置包括用于容納液體材料的容器，第一線圈、第二線圈、第一電壓表和第二電壓表；第一線圈設置在容器內，第二線圈緊貼容器外壁設置；第一線圈和第二線圈所在的平面均與磁場方向垂直；第一電壓表和第二電壓表分別用于測量第一線圈和第二線圈的電壓；容器采用不導磁材料制成。通過將液態材料容置到容器中，輔助裝置在外加磁場的作用下，通過第一電壓表和第二電壓表，能夠測出第一線圈和第二線圈的電壓，從而能夠計算得到此時通過液態材料的磁感應強度B和磁場強度H，然后即可得到待測液態材料的磁導率。

技術領域

本發明涉及材料的磁特性領域，尤其是一種液態材料磁特性的測量系統和測量方法。

背景技術

目前，由于大多數的液體為不導磁材料，專門用于導磁的液態材料磁導率的測量裝置及測量系統較少，當需要測量時，大多采用測量固態材料磁導率的裝置進行測量，測量的過程極為不便，且由于液態材料的流動性和不定型性，不能對液體材料進行較長時間的持續監測。特別是對于磁場變化較為敏感的磁性液體和磁流變液的磁特性測量。

磁流變液與磁性液體都是磁性微粒分散在基載液中形成的，二者最根本的區別就是磁性微粒的粒度，磁流變液的磁性微粒粒度一般為1-10微米；而磁性液體的為1-100nm。對于磁流變液，其微粒的布朗運動作用可以忽略，在外加磁場下磁流變液表現出很高的剪切屈服應力，且存在沉降現象，根據磁流變液在磁場作用下，流變特性可控的特點，內含磁流變液的阻尼器件，可以根據震動的情況變換磁場，從而達到控制磁流變液流變性能進行減震的目的。磁性液體中的微粒的布朗運動十分激烈，在外加磁場作用下，不能表現出很高的流變特性，但沒有沉降現象發生，類似于一種膠體。因此，在磁性液體廣泛用于密封，例如，旋轉軸與外殼的密封，在旋轉軸處于高速旋轉的狀態下能夠保證真空密封，且旋轉軸與外殼之間無機械磨損，旋轉產生的熱量較小，具有較高的使用壽命。

在磁流體和磁流變液的應用過程中，會構成磁路的一部分，其磁特性會影響外加磁場的分布，準確測量磁流體和磁流變液的磁導率等液態材料的磁特性，能夠充分地認識和分析磁流體和磁流變液等液態材料的磁特性，有助于磁流體和磁流變液等液態材料更好地應用。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種液態材料磁特性的測量系統和測量方法，通過該系統能夠較準確測得磁性液體及磁流變液等液體材料的磁特性，該測量系統結構簡單，易于實現。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種液態材料磁特性的測量系統，包括：用于產生磁場的磁場發生裝置和設置在所述磁場中的輔助裝置；所述輔助裝置包括用于容納液體材料的容器，第一線圈、第二線圈、第一電壓表和第二電壓表；所述第一線圈設置在所述容器內，所述第二線圈緊貼所述容器外壁設置；所述第一線圈和所述第二線圈所在的平面均與所述磁場方向垂直；所述第一電壓表和所述第二電壓表分別用于測量所述第一線圈和所述第二線圈的電壓；所述容器采用不導磁材料制成。

進一步，所述磁場發生裝置包括：智能控制模塊，處理模塊，位于所述磁場兩端的兩個鐵磁繞組；所述智能控制模塊用于向所述處理模塊發送電流模型信號，所述處理模塊采用相應的電流模型分別向兩個所述鐵磁繞組的線圈供電，兩個所述鐵磁繞組的相對端產生的磁極方向相反；所述第一電壓表和所述第二電壓表分別將測得的第一電壓和第二電壓發送給所述處理模塊，所述處理模塊還用于將所述第一電壓和所述第二電壓發送給所述智能控制模塊。

進一步，所述處理模塊包括處理器、低通濾波器、功率放大器和隔離放大器，其中，所述處理器依次與所述低通濾波器、所述功率放大器連接，所述功率放大器分別與兩個所述鐵磁繞組的線圈連接；所述處理器還與所述隔離放大器連接，所述隔離放大器還分別與所述第一電壓表和所述第二電壓表連接。

進一步，所述鐵磁繞組包括C形磁芯，以及分別繞制在所述C形磁芯開口兩端的兩個線圈。