[发明专利]一种截面型自感式磁性液体微压差传感器

说明书

技术领域

本发明属于磁性液体微压差传感器，特别适用于微压差测量领域。

背景技术

目前磁性液体微压差传感器在我国的研究尚处于实验阶段，原理如下：U型有机玻璃管内部装有磁性液体，两臂缠绕线圈并通入交流电，与外部电路电阻构成电桥电路，有压差作用时U型有机玻璃管两臂液面产生高度差Δh，进而线圈电感L发生变化，电桥平衡被破坏，通过外部电路测得的电压变化进而求得压差变化。

该种磁性液体微压差传感器测量范围大约在0Pa～1000Pa，测量范围过小，受外界环境的影响较大，且成本较高，输出信号较弱，不能满足大部分微压测量的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：在微压测量领域，磁性液体微压差传感器量程过小、信号弱的问题。

本发明解决其技术问题的技术方案：

一种截面型自感式磁性液体微压差传感器，该装置包括：左磁性液体密封环、右磁性液体密封环、左圆柱形永久磁铁、右圆柱形永久磁铁、左铝棒、右铝棒、左导磁套、右导磁套、左线圈、右线圈、导磁环、铁芯、有机玻璃管、左环形磁铁、右环形磁铁。

首先将导磁环固定在有机玻璃管的中间位置，再将高强度漆包铜线均匀、等匝数、对称地缠绕在导磁环的两端，构成左线圈和右线圈；然后将左导磁套套在左线圈上，右导磁套套在右线圈上，导磁套和导磁环共同构成了有机玻璃管外部的磁路；之后将左、右铝棒分别粘在铁芯的两端，再将左、右圆柱形永久磁铁分别粘在左、右铝棒的两端，并在左、右圆柱形永久磁铁的端部吸附磁性液体密封环，共同构成复合磁芯；将复合磁芯放入到有机玻璃管中，在磁性液体二阶浮力原理的作用下，复合磁芯悬浮在有机玻璃管中，铁芯的长度应满足使得铁芯的两个端面分别位于左、右导磁套与有机玻璃管接触的两圆环面的轴向中心处；最后将左环形磁铁和右环形磁铁分别塞入到有机玻璃管关于导磁环对称的左端和右端，保证左环形磁铁与左圆柱形永久磁铁和右环形磁铁与右圆柱形永久磁铁同名端相对，用于提供回复力，保证复合磁芯在没有压差作用时处于平衡位置。

当有机玻璃管两侧不存在压差时，在左、右环形磁铁的作用下，吸附有磁性液体的复合磁芯位于关于导磁环对称的平衡位置，铁芯的圆柱面和左、右导磁套与有机玻璃管接触的两圆环面相对部分的面积相等，左线圈和右线圈的电感相等，外部电桥电路输出电压为零；当左侧压力源P增大时，复合磁芯向右侧移动，使得铁芯的圆柱面和右导磁套与有机玻璃管接触的圆环面相对部分的面积增大，铁芯的圆柱面和左导磁套与有机玻璃管接触的圆环面相对部分的面积减小，因此右线圈电感增大，左线圈电感减小，外部电桥电路输出明显的电压信号；同理当P减小时，复合磁芯向左侧移动，外部电桥电路输出符号相反的电压信号。

本发明的有益效果：

该种磁性液体微压差传感器体积小，成本低，具有良好的线性度，自由行程可按需要进行设计，装配方便，信号明显。

附图说明

图1一种截面型自感式磁性液体微压差传感器。

图中：左磁性液体密封环1-1、右磁性液体密封环1-2、左圆柱形永久磁铁2-1、右圆柱形永久磁铁2-2、左铝棒3-1、右铝棒3-2、左导磁套4-1、右导磁套4-2、左线圈5-1、右线圈5-2、导磁环6、铁芯7、有机玻璃管8、左环形磁铁9-1、右环形磁铁9-2。

具体实施方式

以附图为具体实施方式对本发明作进一步说明：

一种截面型自感式磁性液体微压差传感器，该装置包括：左磁性液体密封环1-1、右磁性液体密封环1-2、左圆柱形永久磁铁2-1、右圆柱形永久磁铁2-2、左铝棒3-1、右铝棒3-2、左导磁套4-1、右导磁套4-2、左线圈5-1、右线圈5-2、导磁环6、铁芯7、有机玻璃管8、左环形磁铁9-1、右环形磁铁9-2。