[发明专利]一种十字板式磁流变液体粘度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种十字板式磁流变液体粘度测量装置，其特征在于，包括：带有缸盖的磁流变液工作缸、十字板头、轴杆、数控电机、温度传感器、固定支撑板架、扭矩测试仪、转速传感器和数据采集控制系统；所述磁流变液工作缸用于盛装待测磁流变液体，十字板头通过轴杆与数控电机相连接，且完全浸没于待测磁流变液体内，数控电机通过固定支撑板架固定在缸盖上，所述温度传感器设置于工作缸内层内壁上并通过导线和数据采集控制系统相连接，所述扭矩测试仪和转速传感器分别采集数控电机的扭矩和转速并发送给数据采集控制系统。

2.如权利要求1所述的十字板式磁流变液体粘度测量装置，其特征在于，所述十字板头的板型为矩形，矩形的宽长比为1:2。

3.如权利要求1所述的十字板式磁流变液体粘度测量装置，其特征在于，所述磁流变液工作缸分为内、外两层，内层采用塑料保温板制成，外层采用PVC板或FRP板制成。

4.如权利要求1所述的十字板式磁流变液体粘度测量装置，其特征在于，所述缸盖上设置供导线穿过的导线孔，缸盖左右两侧设有弧形把手；缸盖分为内、外两层，内层采用塑料保温板制成，外层采用PVC板或FRP板制成。

5.如权利要求1所述的十字板式磁流变液体粘度测量装置，其特征在于，所述固定支撑板架采用木板制成，其两端分别与长木条锚固，所述长木条的另一端通过螺钉固定到缸盖上。

6.如权利要求1所述的十字板式磁流变液体粘度测量装置，其特征在于，所述十字板头和轴杆均采用铝制材料制成，具有防磁化作用。

7.如权利要求1所述的十字板式磁流变液体粘度测量装置，其特征在于，所述固定支撑架的中心设有通孔，所述数控电机穿过通孔并固定在通孔内。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的十字板式磁流变液体粘度测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将待测磁流变液体倒入磁流变液工作缸中，再把十字板头、轴杆、数控电机、温度传感器、扭矩测试仪、转速传感器和数据采集控制系统组装连接好，磁流变液体量要超过十字板头上端的水平高度，以保证十字板头完全浸入待测液体中；

步骤2：通过数据采集控制系统控制数控电机带动十字板头在磁流变液体中转动，待数值稳定后，记录温度为C₀的恒温环境下，不施加磁场即零磁场条件下的扭矩值和转速；

步骤3：在磁流变液工作缸两侧分级施加0.1-1.0T的阶梯型稳定磁场，测得在各阶磁场强度下十字板的扭矩值及相应的转速，直到在最高阶磁场作用下，磁流变液达到磁饱和或十字板头无法转动时为止；

步骤4：根据剪切原理公式计算得到剪切屈服强度C_u：

其中，M为扭矩值，D为十字板头的板宽，H为十字板头的板长；

根据粘度与剪切屈服强度公式计算得到粘度η：

其中，K为转子系数，N为转速；

由此可得到特定温度下，磁场从无到有过程中，不同磁场强度作用下的磁流变液体粘度的变化情况。