[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）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

本發(fā)明公開了一種基于磁性液體密封的磁場測量裝置及方法，所述裝置包括圓形殼體、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；中央轉(zhuǎn)軸固定安裝在圓形殼體的軸線位置；隔板上加工一通孔，固定安裝在圓形殼體內(nèi)；復(fù)合永磁體擺動桿的中部與中央轉(zhuǎn)軸固定連接，可繞中央轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；磁性液體吸附在復(fù)合永磁體擺動桿的周圍，并將復(fù)合永磁體擺動桿懸浮起來；頂蓋連接在圓形殼體上方；兩個電磁線圈分別位于圓形殼體外部與隔板成270°和180°的方向上，并與信號處理單元相連；復(fù)合永磁體擺動桿由尺寸相同的矩形永磁體按極性交錯的方式排列組成。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度磁場測量且裝置容易小型化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁場測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于磁性液體密封的磁場測量裝置及方法。

背景技術(shù)

磁性液體是一種由包覆有表面活性劑的納米量級鐵磁性顆粒懸浮于液體介質(zhì)中形成的膠體體系，廣泛應(yīng)用于密封、潤滑等工程技術(shù)領(lǐng)域。磁性液體的磁場響應(yīng)特性使其能夠?qū)⒚芏缺茸陨泶蟮挠来朋w懸浮起來，也能夠被磁場吸引填充在特定的間隙內(nèi)起到密封和潤滑作用。利用磁性液體的這些特性設(shè)計一種磁場傳感器，可實現(xiàn)高靈敏度的測量，且傳感器容易小型化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁性液體密封的磁場測量裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)磁場的高靈敏度測量，并且實現(xiàn)測量裝置的小型化。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供如下方案：

一方面，提供了一種基于磁性液體密封的磁場測量裝置，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。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，所述圓形殼體由內(nèi)壁光滑的透明不導(dǎo)磁材料制成。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，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。

一方面，提供了一種基于上述的磁場測量裝置的磁場測量方法，包括以下步驟：