[發(fā)明專利]一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110824102.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN113720502A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王儉;王銀順;皮偉;劉偉;陳宇恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/20
• 分類號(hào): G01L1/20;G01L5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器，包含應(yīng)變傳感器彈性主體、液態(tài)金屬、探測(cè)引出線，所述液態(tài)金屬在置于變傳感器主體中心位置。本發(fā)明提供一種消除外界交變信號(hào)對(duì)繞制線圈產(chǎn)生互感影響的裝置模型。本發(fā)明的有益效果為：位于彈性主體中心位置處的液態(tài)金屬采取無(wú)感纏繞方式，使得液態(tài)金屬每環(huán)之間互感抵消達(dá)到無(wú)感測(cè)量效果，通過(guò)液態(tài)金屬應(yīng)變效果使得其橫截面縮小，故此提高電阻變化，提高靈敏度降低誤差影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，涉及一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器。

背景技術(shù)

目前液態(tài)金屬應(yīng)變傳感器大多采用注射法將液態(tài)金屬注射到橫截面為圓形通道內(nèi)，當(dāng)傳感器收到拉力作用是通道長(zhǎng)度增加并且橫截面縮小，依據(jù)電阻公式R＝ρ(l/s)(R：電阻，ρ：材料電阻率，l:長(zhǎng)度，s:橫截面積)可知電阻增大，通過(guò)電阻的變化感知應(yīng)變的大小。直通道液態(tài)金屬柔性應(yīng)變傳感器的電阻和應(yīng)變關(guān)系公式為：R＝R₀(1+ξ)²，R₀：初始電阻，ξ：傳感器應(yīng)變。

在交變信號(hào)作用下會(huì)在電感線圈內(nèi)感應(yīng)出電壓信號(hào)，依據(jù)公式V＝L(di/dt)+iR(L：電感)可知在交變信號(hào)作用下會(huì)使得感應(yīng)出電壓信號(hào)，對(duì)于測(cè)量電阻有著干擾影響，這使得液態(tài)金屬應(yīng)變傳感器在復(fù)雜的信號(hào)場(chǎng)所其信號(hào)檢測(cè)應(yīng)用受到限制，針對(duì)這一問(wèn)題我們提出了一種抗交變信號(hào)影響的一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器。

本發(fā)明提供了一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器，包括應(yīng)變傳感器彈性主體、液態(tài)金屬和探測(cè)引出線，所述液態(tài)金屬以總長(zhǎng)度取半對(duì)折方式纏繞在所述傳感彈性主體中心位置，所述液態(tài)金屬兩端分別連接導(dǎo)線，其導(dǎo)線均與液態(tài)金屬相連并伸出所述應(yīng)變傳感器彈性主體外。

其中，本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器彈性主體的彈性模量取值視不同測(cè)量對(duì)象而決定。

所述液態(tài)金屬包括但不限于在室溫條件下為液態(tài)的汞、鎵、鎵銦合金、鎵銦錫合金、鉍、銦、錫、鉍銦合金。

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)上述方案能夠使得液態(tài)金屬應(yīng)變體在外施力的作用下形成應(yīng)力集中，產(chǎn)生擠壓液態(tài)金屬的效果，使得液態(tài)金屬的橫截面變小，通過(guò)對(duì)折螺旋式纏繞方式，能夠?qū)﹄姶偶捌渌蛔兏蓴_信號(hào)屏蔽，故此能夠大幅提高測(cè)量電阻的靈敏度和抗干擾能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器實(shí)施例1的立體透視圖。

圖2是本發(fā)明一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器實(shí)施例1的平面透視圖。

圖3是本發(fā)明一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器實(shí)施例2的立體透視圖。

圖4是本發(fā)明一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器實(shí)施例2的平面透視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)及具體實(shí)施方式對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1至圖2的實(shí)施例1所示，本發(fā)明提供了一種液態(tài)金屬無(wú)感測(cè)應(yīng)變傳感器，包括應(yīng)變傳感器彈性主體1、呈現(xiàn)流動(dòng)的線狀液態(tài)金屬2和探測(cè)引出線3，所述液態(tài)金屬2以總長(zhǎng)一半位置對(duì)折后螺旋式纏繞在應(yīng)變傳感器彈性主體1正中心位置。

所述彈性主體1受到外力作用時(shí)，將會(huì)受到縱向擠壓力的作用而使液態(tài)金屬2產(chǎn)生橫向擴(kuò)張，使得液態(tài)金屬2產(chǎn)生縱向壓縮，以此來(lái)體現(xiàn)電阻變化的情況。

所述液態(tài)金屬包括但不限于在室溫條件下為液態(tài)的汞、鎵、鎵銦合金、鎵銦錫合金、鉍、銦、錫、鉍銦合金。

如圖1至圖2所示，通過(guò)采取液態(tài)金屬以取總長(zhǎng)度一半處對(duì)折，然后以螺旋式方式進(jìn)行纏繞分布，當(dāng)有外部交變信號(hào)作用時(shí)，由于其作用在線圈上產(chǎn)生的磁通在任何時(shí)候均是大小相等而方向相反，故此相互抵消達(dá)到了消除電感作用，使得能夠屏蔽外部交變信號(hào)。