[發(fā)明專利]一種基于磁性液體密封的磁場測量裝置及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210289538.3 | 申請日： | 2022-03-23 |
| 公開（公告）號： | CN115047382A | 公開（公告）日： | 2022-09-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊文明 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京科技大學(xué) |
| 主分類號： | G01R33/02 | 分類號： | G01R33/02 |
| 代理公司： | 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237 | 代理人： | 張仲波;于春曉 |
| 地址： | 100083*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 磁性 液體 密封 磁場 測量 裝置 方法 | ||
1.一種基于磁性液體密封的磁場測量裝置，其特征在于，包括圓形殼體、隔板、復(fù)合永磁體擺動桿、磁性液體、第一電磁線圈、信號處理單元、第二電磁線圈、中央轉(zhuǎn)軸、頂蓋；
所述中央轉(zhuǎn)軸固定安裝在所述圓形殼體的軸線位置；所述隔板固定安裝在所述圓形殼體內(nèi)，所述隔板的一端緊貼所述圓形殼體內(nèi)壁，所述隔板的另一端緊貼所述中央轉(zhuǎn)軸；
所述復(fù)合永磁體擺動桿的中部與所述中央轉(zhuǎn)軸固定連接，可繞所述中央轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；所述磁性液體吸附在所述復(fù)合永磁體擺動桿的周圍，并將所述復(fù)合永磁體擺動桿懸浮，使所述復(fù)合永磁體擺動桿沿所述圓形殼體的徑向和高度方向居中，所述磁性液體填充在所述復(fù)合永磁體擺動桿與所述圓形殼體之間的間隙內(nèi)，將所述圓形殼體內(nèi)部空間分割為兩部分；
所述頂蓋連接在所述圓形殼體上方；所述隔板將所述圓形殼體內(nèi)位于所述復(fù)合永磁體擺動桿一側(cè)的空間分為兩部分，所述隔板上加工一通孔；
所述第一電磁線圈位于所述圓形殼體外部與所述隔板成270°的方向上，所述第二電磁線圈位于所述圓形殼體外部與所述隔板成180°的方向上，所述第一電磁線圈、所述第二電磁線圈分別與所述信號處理單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁性液體密封的磁場測量裝置，其特征在于，所述復(fù)合永磁體擺動桿由尺寸相同的多個矩形永磁體按極性交錯的方式排列組成，每兩個所述矩形永磁體之間安裝有非磁性隔條。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于磁性液體密封的磁場測量裝置，其特征在于，所述復(fù)合永磁體擺動桿沿磁極方向的高度尺寸滿足以下條件：所述復(fù)合永磁體擺動桿產(chǎn)生的磁場足以將所述磁性液體吸引并充滿所述復(fù)合永磁體擺動桿與所述圓形殼體側(cè)壁之間的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于磁性液體密封的磁場測量裝置，其特征在于，組成所述復(fù)合永磁體擺動桿的各所述矩形永磁體沿所述圓形殼體徑向的尺寸和每兩個所述矩形永磁體之間的距離尺寸滿足以下條件：所述復(fù)合永磁體擺動桿產(chǎn)生的磁場足以將所述磁性液體吸引并充滿所述復(fù)合永磁體擺動桿與所述圓形殼體底面，以及與所述頂蓋之間的間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁性液體密封的磁場測量裝置，其特征在于，所述圓形殼體由內(nèi)壁光滑的透明不導(dǎo)磁材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁性液體密封的磁場測量裝置，其特征在于，所述頂蓋由透明不導(dǎo)磁材料制成，且所述頂蓋與所述圓形殼體接觸的一側(cè)的壁面光滑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁性液體密封的磁場測量裝置，其特征在于，所述頂蓋與所述圓形殼體之間的連接方式包括：粘接、螺紋連接。
8.一種基于權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的磁場測量裝置的磁場測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
將磁場測量裝置放置于待測磁場中，所述復(fù)合永磁體擺動桿指向磁場方向，記錄此時所述復(fù)合永磁體擺動桿的角度位置，即為待測磁場的方向；
轉(zhuǎn)動所述磁場測量裝置，同時通過所述圓形殼體觀察所述隔板與所述復(fù)合永磁體擺動桿之間的相對位置，直至所述隔板與所述復(fù)合永磁體擺動桿垂直；
轉(zhuǎn)動所述中央轉(zhuǎn)軸，使所述復(fù)合永磁體擺動桿與所述隔板平行；
釋放所述中央轉(zhuǎn)軸，此時所述復(fù)合永磁體擺動桿在待測磁場的作用下，轉(zhuǎn)動90°后到達(dá)待測磁場方向，所述復(fù)合永磁體擺動桿在轉(zhuǎn)動過程中，壓縮所述隔板收縮空間的氣體，使氣體通過所述隔板上的通孔流向擴(kuò)張空間，從而使所述復(fù)合永磁體擺動桿的轉(zhuǎn)動受到阻尼作用；
所述信號處理單元根據(jù)所述第一電磁線圈和所述第二電磁線圈中的感應(yīng)電流記錄所述復(fù)合永磁體擺動桿的開始轉(zhuǎn)動時間和結(jié)束轉(zhuǎn)動時間，兩時間的差值與待測磁場的強(qiáng)度正相關(guān)，標(biāo)定這一時間差值與磁場強(qiáng)度間的關(guān)系后即可用來測量磁場強(qiáng)度大小。
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