[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

说明书

本发明的一种十字板式磁流变液体粘度测量装置及方法，装置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；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，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，扭矩测试仪和转速传感器分别采集数控电机扭矩和转速并发送给数据采集控制系统。本发明测量方法根据粘度与剪切屈服强度公式计算得到不同磁场强度下的磁流变液体粘度。本发明的测量装置结构简单，测量方法操作方便，测量结果准确。

技术领域

本发明属于磁流变研究设备技术领域，涉及一种十字板式磁流变液体粘度测量装置及测量方法。

背景技术

磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。其主要的工作原理是：根据磁场强度的强弱来改变其粘度的大小。这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性；磁场撤离后磁流变液恢复呈牛顿流体特性的悬浊液状态。这种液体转变为半固体再从半固体转变为液体的过程是可控的、可逆的并且在控制过程中能耗很小，适用的温度范围较宽，对环境无污染。因磁流变液受磁场和温度等方面的影响，目前其测试装置结构复杂、操作不便且漏磁现象严重等问题造成测量误差较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种十字板式磁流变液体粘度测量装置及测量方法，结构简单，操作方便，测量精度较高。

本发明提供一种十字板式磁流变液体粘度测量装置，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。

在本发明的十字板式磁流变液体粘度测量装置中，所述十字板头的板型为矩形，矩形的宽长比为1:2。

在本发明的十字板式磁流变液体粘度测量装置中，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。

在本发明的十字板式磁流变液体粘度测量装置中，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。

在本发明的十字板式磁流变液体粘度测量装置中，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。

在本发明的十字板式磁流变液体粘度测量装置中，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。

在本发明的十字板式磁流变液体粘度测量装置中，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。

本发明还提供一种基于上述的十字板式磁流变液体粘度测量装置的测量方法，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；