[发明专利]一种液态材料磁特性的测量系统和测量方法

说明书

本发明公开了一种液态材料磁特性的测量系统和测量方法，该测量系统包括：用于产生磁场的磁场发生装置和设置在磁场中的辅助装置；辅助装置包括用于容纳液体材料的容器，第一线圈、第二线圈、第一电压表和第二电压表；第一线圈设置在容器内，第二线圈紧贴容器外壁设置；第一线圈和第二线圈所在的平面均与磁场方向垂直；第一电压表和第二电压表分别用于测量第一线圈和第二线圈的电压；容器采用不导磁材料制成。通过将液态材料容置到容器中，辅助装置在外加磁场的作用下，通过第一电压表和第二电压表，能够测出第一线圈和第二线圈的电压，从而能够计算得到此时通过液态材料的磁感应强度B和磁场强度H，然后即可得到待测液态材料的磁导率。

技术领域

本发明涉及材料的磁特性领域，尤其是一种液态材料磁特性的测量系统和测量方法。

背景技术

目前，由于大多数的液体为不导磁材料，专门用于导磁的液态材料磁导率的测量装置及测量系统较少，当需要测量时，大多采用测量固态材料磁导率的装置进行测量，测量的过程极为不便，且由于液态材料的流动性和不定型性，不能对液体材料进行较长时间的持续监测。特别是对于磁场变化较为敏感的磁性液体和磁流变液的磁特性测量。

磁流变液与磁性液体都是磁性微粒分散在基载液中形成的，二者最根本的区别就是磁性微粒的粒度，磁流变液的磁性微粒粒度一般为1-10微米；而磁性液体的为1-100nm。对于磁流变液，其微粒的布朗运动作用可以忽略，在外加磁场下磁流变液表现出很高的剪切屈服应力，且存在沉降现象，根据磁流变液在磁场作用下，流变特性可控的特点，内含磁流变液的阻尼器件，可以根据震动的情况变换磁场，从而达到控制磁流变液流变性能进行减震的目的。磁性液体中的微粒的布朗运动十分激烈，在外加磁场作用下，不能表现出很高的流变特性，但没有沉降现象发生，类似于一种胶体。因此，在磁性液体广泛用于密封，例如，旋转轴与外壳的密封，在旋转轴处于高速旋转的状态下能够保证真空密封，且旋转轴与外壳之间无机械磨损，旋转产生的热量较小，具有较高的使用寿命。

在磁流体和磁流变液的应用过程中，会构成磁路的一部分，其磁特性会影响外加磁场的分布，准确测量磁流体和磁流变液的磁导率等液态材料的磁特性，能够充分地认识和分析磁流体和磁流变液等液态材料的磁特性，有助于磁流体和磁流变液等液态材料更好地应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种液态材料磁特性的测量系统和测量方法，通过该系统能够较准确测得磁性液体及磁流变液等液体材料的磁特性，该测量系统结构简单，易于实现。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种液态材料磁特性的测量系统，包括：用于产生磁场的磁场发生装置和设置在所述磁场中的辅助装置；所述辅助装置包括用于容纳液体材料的容器，第一线圈、第二线圈、第一电压表和第二电压表；所述第一线圈设置在所述容器内，所述第二线圈紧贴所述容器外壁设置；所述第一线圈和所述第二线圈所在的平面均与所述磁场方向垂直；所述第一电压表和所述第二电压表分别用于测量所述第一线圈和所述第二线圈的电压；所述容器采用不导磁材料制成。

进一步，所述磁场发生装置包括：智能控制模块，处理模块，位于所述磁场两端的两个铁磁绕组；所述智能控制模块用于向所述处理模块发送电流模型信号，所述处理模块采用相应的电流模型分别向两个所述铁磁绕组的线圈供电，两个所述铁磁绕组的相对端产生的磁极方向相反；所述第一电压表和所述第二电压表分别将测得的第一电压和第二电压发送给所述处理模块，所述处理模块还用于将所述第一电压和所述第二电压发送给所述智能控制模块。

进一步，所述处理模块包括处理器、低通滤波器、功率放大器和隔离放大器，其中，所述处理器依次与所述低通滤波器、所述功率放大器连接，所述功率放大器分别与两个所述铁磁绕组的线圈连接；所述处理器还与所述隔离放大器连接，所述隔离放大器还分别与所述第一电压表和所述第二电压表连接。

进一步，所述铁磁绕组包括C形磁芯，以及分别绕制在所述C形磁芯开口两端的两个线圈。