專利名稱：一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法
技術領域：
本發明屬于提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法，特別適用于磁性液體微壓差傳感器。
背景技術：
磁性液體微壓差傳感器原理如下:U型有機玻璃管內部裝有磁性液體，兩臂纏繞線圈并通入交流電，與外部電路電阻構成電橋電路， 有壓差作用時U型有機玻璃管兩臂液面產生高度差Ah，進而線圈電感L發生變化，電橋平衡被破壞，通過外部電路測得的電壓變化進而求得壓差變化。但是目前磁性液體微壓差傳感器所用磁性液體一直不夠理想。從理論上來講，磁性液體的飽和磁化強度越高，磁性液體微壓差傳感器的靈敏度越高。但是磁性液體的飽和磁化強度不能無限提高，而且當飽和磁化強度達到一定值后，磁性液體微壓差傳感器的靈敏度也就不再變化。且隨著磁性液體飽和磁化強度的提高，傳感器所用磁性液體的成本也會不斷提聞。
發明內容
本發明所要解決的技術問題:在磁性液體微壓差傳感器的使用過程中，由于所用磁性液體不夠理想，導致磁性液體微壓差傳感器的靈敏度偏低的問題。本發明解決其技術問題的技術方案:一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法，該方法所用裝置包括:左臂線圈和右臂線圈、磁性液體、U型有機玻璃管、橡膠塞、壓力表、第一滑動變阻器、第二滑動變阻器、交流電源和電壓表。高強度漆包銅線均勻、對稱、等匝數的纏繞在U型有機玻璃管的兩臂上，構成左臂線圈和右臂線圈。將磁性液體注入U型有機玻璃管中，橡膠塞塞在U型有機玻璃管的左臂上開口內，U型有機玻璃管左臂的側開口端經三通與壓力源P和壓力表連接；左臂線圈和右臂線圈分別和第一滑動變阻器、第二滑動變阻器串聯后，并聯在交流電源的兩端，構成電橋電路。磁性液體包括第一磁性液體和第二磁性液體，第一磁性液體采用煤油基磁性液體，第二磁性液體采用氟醚油基磁性液體。先將第二磁性液體注入U型有機玻璃管中，再從U型有機玻璃管的兩個端口分別注入等量的第一磁性液體，第一磁性液體和第二磁性液體的分界面分別在左臂線圈和右臂線圈的中間部位。所述的第二將磁性液體密度、粘度、飽和磁化強度均大于第一磁性液體。第一磁性液體密度為1.05 g/cm3"!.35g/cm3。第一磁性液體粘度為IOmPa.s 20mPa.S。第一磁性液體飽和磁化強度為300 Gs 350Gs。
第二磁性液體密度為2.05 g/cm3 2.15g/cm3。
第二磁性液體粘度為2500 mPa.s 2600mPa.S。
第二磁性液體飽和磁化強度為440 Gs 460Gs。
所述的交流電源頻率為150kHz 200kHz，峰值為12V。
本發明的有益效果:
兩種不同基載液、不同密度、不同飽和磁化強度的磁性液體先后注入到U型管中后，由于基載液和密度的不同，磁性液體將分為上下兩層。由于兩種磁性液體的飽和磁化強度不同，因此當U型管兩側存在壓差作用時，磁性液體在管內移動所產生的差動效應更顯著，相比于使用單一磁性液體大大提高了磁性液體微壓差傳感器的靈敏度。與此同時，相比于單獨使用高飽和磁化強度的磁性液體成本降低了。
圖1 一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法示意圖。
圖中:左臂線圈1-1、右臂線圈1-2、磁性液體2-1、磁性液體2_2、U型有機玻璃管3、橡膠塞4、壓力表5。
圖2電橋電路示意圖。
圖中:第一滑動變阻器R1、第二滑動變阻器R2、交流電源U和電壓表V。
具體實施方式
以附圖為具體實施方式
對本發明作進一步說明:
一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法，該方法所用裝置，如圖1所示，該裝置包括:左臂線圈1-1和右臂線圈1-2、磁性液體、U型有機玻璃管3、橡膠塞4、壓力表5、第一滑動變阻器RU第二滑動變阻器R2、交流電源U和電壓表V。
高強度漆包銅線均勻、對稱、等匝數的纏繞在U型有機玻璃管3的兩臂上，構成左臂線圈1-1和右臂線圈1-2。
將磁性液體注入U型有機玻璃管3中，橡膠塞4塞在U型有機玻璃管的左臂上開口內，U型有機玻璃管3左臂的側開口端經三通與壓力源P和壓力表5連接；左臂線圈1-1和右臂線圈1-2分別和第一滑動變阻器R1、第二滑動變阻器R2串聯后，并聯在交流電源U的兩端，構成電橋電路。
磁性液體包括第一磁性液體2-1和第二磁性液體2-2。
第一磁性液體2-1采用煤油基磁性液體，第二磁性液體2-2采用氟醚油基磁性液體。
先將第二磁性液體2-2注入U型有機玻璃管3中，再從U型有機玻璃管的兩個端口分別注入等量的第一磁性液體2-1，第一磁性液體2-1和第二磁性液體2-2的分界面分別在左臂線圈1-1和右臂線圈1-2的中間部位。
所述的第二將磁性液體2-2密度、粘度、飽和磁化強度均大于第一磁性液體2-1。
第一磁性液體密度為1.05 g/cm3 1.35g/cm3。
第一磁性液體粘度為IOmPa.s 20mPa.S。
第一磁性液體飽和磁化強度為300 Gs 350Gs。
第二磁性液體密度為2.05 g/cm3 2.15g/cm3。第二磁性液體粘度為2500 mPa.s 2600mPa.S。第二磁性液體飽和磁化強度為440 Gs 460Gs。所述的交流電源U頻率為150kHz 200kHz，峰值為12V。所給的第一磁性液體2-1的密度、粘度、飽和磁化強度和第二磁性液體2-2的密度、粘度、飽和磁化強度的數值范圍選其端值或其中間任意值均可。高強度漆包銅線圈1-1和1-2的材料選用銅線，因為銅線的電阻率P。較小，產生的熱損耗少。U型有機玻璃管3選用有機玻璃材質，因為有機玻璃具備熱膨脹系數小、價格便宜、不導磁、防潮性好等特點，滿足應用需求。橡膠塞4為丁基橡膠，因為其對空氣具有不滲透性，廣泛應用于密封，能夠滿足傳感器的應用需求。壓力表5選用數顯壓力表，量程(TlOOOPa。使用實例:常溫下取直徑為0.1mm的高強度漆包銅線圈1-1和1-2，纏繞匝數均為1600匝，所通電流為0.1A，電壓12V，頻率150KHz ;2_2號磁性液體密度為2.05 g/cm3，粘度為2500mPa.s，飽和磁化強度為450.62Gs，取15ml注入到U型管中；2_1號磁性液體密度為1.0563g/cm3，粘度為12.29mPa.s，飽和磁化強度為305.56Gs，取IOml, U型管兩臂各注入5ml ；U型有機玻璃管3臂長250mm，內徑IOmm ;橡膠塞4為丁基橡膠，能夠保證密封即可。將U型有機玻璃管在水平實驗臺上豎直放好后，如圖2所示連接好電路。如圖1所示，通入交流電，在壓強同樣變化IOOPa的情況下，采用此種方法的磁性液體微壓差傳感器的差動性能更顯著，傳感器的靈敏度相比于使用單一磁性液體明顯提高，且節約了成本。
權利要求
1.一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法，該方法所用裝置包括:左臂線圈(1-1)和右臂線圈(1-2)、磁性液體、U型有機玻璃管(3)、橡膠塞(4)、壓力表(5)、第一滑動變阻器(R1)、第二滑動變阻器(R2)、交流電源(U)和電壓表(V)； 高強度漆包銅線均勻、對稱、等匝數的纏繞在U型有機玻璃管(3)的兩臂上，構成左臂線圈(1_1)和右臂線圈(1_2)； 將磁性液體注入U型有機玻璃管(3)中，橡膠塞(4)塞在U型有機玻璃管(3)的左臂上開口內，U型有機玻璃管(3)左臂的側開口端經三通與壓力源P和壓力表(5)連接；左臂線圈(1-1)和右臂線圈(1-2)分別和第一滑動變阻器(R1)、第二滑動變阻器(R2)串聯后，并聯在交流電源(U)的兩端，構成電橋電路； 其特征是: 磁性液體包括第一磁性液體(2-1)和第二磁性液體(2-2)； 第一磁性液體(2-1)采用煤油基磁性液體，第二磁性液體(2-2)采用氟醚油基磁性液體； 先將第二磁性液體(2-2)注入U型有機玻璃管(3)中，再從U型有機玻璃管(3)的兩個端口分別注入等量的第一磁性液體(2-1 )，第一磁性液體(2-1)和第二磁性液體(2-2)的分界面分別在左臂線圈(1-1)和右臂線圈(1-2)的中間部位。
2.根據權利要求1所述的一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法，其特征是: 所述的第二磁性液體(2-2)密度、粘度、飽和磁化強度均大于第一磁性液體(2-1)； 第一磁性液體(2-1)密度為 1.05 g/cnTl.35g/cm3 ； 第一磁性液體(2-1)粘度為IOm`Pa.s 20mPa.s ； 第一磁性液體(2-1)飽和磁化強度為300 Gs ^350Gs ； 第二磁性液體(2-2)密度為2.05 g/cm3 1.15g/cm3 ； 第二磁性液體(2-2)粘度為2500 mPa.s 2600mPa.s ； 第二磁性液體(2-2)飽和磁化強度為440 Gs 460Gs。
3.根據權利要求1所述的一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法，其特征是: 所述的交流電源(U)頻率為150kHz 200kHz，峰值為12 V 14V。
全文摘要
一種提高磁性液體微壓差傳感器靈敏度的方法，該方法所用裝置包括左臂線圈(1-1)和右臂線圈(1-2)、磁性液體、U型有機玻璃管(3)、橡膠塞(4)、壓力表(5)、第一滑動變阻器(R1)、第二滑動變阻器(R2)、交流電源(U)和電壓表(V)。將(2-2)號磁性液體先注入U型管中，(2-1)號后注入，兩種磁性液體的分界面在線圈中間部位。塞入橡膠塞，U型管左臂的側開口端經三通與壓力源和壓力表連接。兩線圈分別和滑動變阻器(R1)、(R2)串聯后，并聯在交流電源(U)的兩端，構成電橋電路。同等壓強下，采用此方法的磁性液體微壓差傳感器的差動性能更顯著，傳感器的靈敏度相比于單純使用密度大的(2-2)號磁性液體明顯提高，且節約了成本。
文檔編號G01L13/06GK103175650SQ20131008270
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者李德才, 謝君 申請人:北京交通大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
