[发明专利]一种正弦气体微压力发生器

说明书

技术领域

本发明涉及气体压力发生器，具体为一种基于磁性液体的正弦气体微压力发生器。

背景技术

现有的气体压力发生器主要包括出口调制式正弦压力发生器、驻波管型压力振荡器、容腔调节式压力发生器等几种，它们都是通过机械运动控制输出压力的波形变化，但其波形畸变率比较大，并且结构复杂，成本高，不易控制波形和幅度。

现有的磁性液体正弦压力发生器(参见文献：B.Dynamic calibration of manometer systems，Medical and Biological Engineering，1976.3压力计系统的的动态校准，医学和生物工程)是医学实验用的设备，通过固体介质输出的压力信号源。其结构为在试管中加入磁性液体，用水封住磁性液体在试管的中间位置，压力传感器的探头插到水中，磁性液体外面缠绕线圈，通过线圈加电流产生磁场，磁性液体受到磁场力从而产生压力，通过水传递给传感器探头，其产生的正弦压力峰峰值最大不超过1mmHg(即133Pa)的压力。该结构主要用于医学方面测量生理压力传感器频率响应。其存在主要缺点为：由于磁性液体推动水压产生液体正弦压力，水的阻尼效果比较明显，所产生的正弦压力比较小，波形畸变率较大；同时由于压力传感器探头直接接触的介质为水，因此检测传感器的使用受到很大限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提出一种正弦气体微压力发生器，该微压力发生器的输入信号为线圈电流，即用电流控制微压力发生器的输出，具有结构简单，成本低廉，所产生的正弦压力信号的频率和大小易于控制，波形畸变小等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种正弦气体微压力发生器，其特征在于该发生器包括一个U型管，U型管的底部管外套装一个激磁线圈，激磁线圈的上面安装有上永久磁铁，激磁线圈的下面安装有下永久磁铁，激磁线圈经导线与交流电源连接；所述U型管的底部管内装有磁性液体，且磁性液体在永久磁铁磁场力的作用下径向充满U型管的底部管径。

与现有技术相比，本发明正弦气体微压力发生器的微压力产生不需要任何机械运动，而是利用磁性液体同时具有磁性和液体的流动性两种性能，用永久磁铁作为直流偏置磁场，限定磁性液体的形状和位置，并可确保磁性液体径向充满U型管，采用激励线圈施加磁场，使磁性液体受到磁场力在磁场中运动，从而推动空气产生微气压，结构简单，成本低廉；用电流作为压力输出的控制信号，易于调节频率和幅度，气体压力输出波形畸变小，可以实现低频微压力输出。

附图说明

图1为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例的整体结构示意图；

图2为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例的永久磁铁磁场结构示意图；

图3为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例的线圈产生磁场方向示意图；

图4为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例在频率为0.1Hz时的压力波形和频谱图；

图5为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例在频率为35Hz时的压力波形和频谱图；

图6为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例在频率为100Hz时的压力波形和频谱图；

图7为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例在不同频率下测试所得压力幅值图；

图8为本发明正弦气体微压力发生器一种实施例在不同频率下的波形畸变率图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：

本发明设计的正弦气体微压力发生器(简称发生器，参见图1-8)，其特征在于该发生器包括一个U型管1，U型管1的底部管外套装有一个激磁线圈2，激磁线圈2的上面安装有上永久磁铁4，激磁线圈2的下面安装有下永久磁铁5，激磁线圈2经导线7与交流电源6连接；所述U型管1的底部管内装有磁性液体3，且磁性液体3在永久磁铁磁场力的作用下径向充满于U型管1的底部管径。