CN104133183A - 一种基于磁流变液的磁场强度测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于磁流变液的磁场强度测量仪。该装置是由数据处理器、数据显示器、导线、测笔组成，其中该装置中的测笔是由测头、手柄组成。测头是该装置的核心部件，它是由蒙盖、二极管、磁流变液、有机玻璃容器、光照强度测量仪、端盖、抗震橡胶环、圆柱环、螺钉组成。当周围有磁场存在，磁流变液由原来的Newton流体向高粘度、低流动性的Bingham流体过度。磁流变液中的铁磁性颗粒在零磁场强度的环境下是杂乱无章地分布在载液中，透光度非常小，当有外加磁场，铁磁性颗粒随着磁场方向成链，链与链之间形成间隙，从而磁流变液的透光度变的更大。利用磁流变液在不同磁场强度的环境下透光度不同来测量磁场强度的大小。
Description
技术领域
本发明涉及磁场强度测量仪器件，尤其是涉及一种基于磁流变液的磁场强度测量仪器件。
背景技术
随着人们对磁场以及有关磁场方面的研究越来越深入，磁场强度测量仪已经成为人们在科研中不可或缺的一部分，同时人们对磁场强度测量仪这个通用工具的要求越来越高。正因为如此，现今市面上充斥着各种各样的、原理不同的磁场强度测量仪。用的比较普遍，仪器比较成熟的就是高斯计，它采用流行的单片微处理器技术和高分辨率、高线性的霍尔效应器件，广泛应用于各种磁性器件的表面场测试，此外还有许多其他类型的磁场强度测量仪器，但从原理上讲都是大同小异的。事实上，如2013年1月6日授予张海涛等人的专利No.201320005212.X所述，一种典型的磁场强度测量仪包括信号源设备、霍尔传感器等，都是基于霍尔效应。
但是大多数拉力器都存在若干缺点。例如，量程范围比较小：0-200mT毫特斯拉-2000mT毫特斯拉，被测磁场的环境温度范围比较窄：5℃-40℃，相对湿度需要在20％-80％(无凝露)之间方可准确测量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一台量程范围大、工作环境温度范围宽，从而能在不同环境下工作的磁场强度测量仪。
为了有效的解决磁场强度测量仪的如上所述的不足，本发明是按如下方式来实现的：该装置是由数据处理器，数据显示器，导线，测笔组成。其中该装置中的测笔是由测头，手柄组成。测头是该装置的核心部件，它是由蒙盖，二极管，磁流变液，有机玻璃容器，光照强度测量仪，端盖，抗震橡胶环，圆柱环，螺钉组成。蒙盖与圆柱环，端盖与圆柱环都采用螺钉连接。磁流变液充满于有机玻璃和蒙盖之间，通过圆柱环，有机玻璃，蒙盖，抗震橡胶环密封。光照强度测量仪通过抗震橡胶环固定在端盖和有机玻璃之间。二极管是采用能发出频率较高，穿透性更强的紫光的装置。磁流变液由铁磁性颗粒，载液，添加剂组成。当周围有磁场存在，磁流变液由原来的New ton流体向高粘度、低流动性的Bingham流体过度，随着磁场强度的不同，磁化的程度也是一一对应的。磁流变液中的铁磁性颗粒在零磁场强度的环境下是杂乱无章地分布在载液中，透光度非常小，当有外加磁场，铁磁性颗粒随着磁场方向成链，链与链之间形成间隙，从而磁流变液的透光度变的更大。利用磁流变液在不同磁场强度的环境下透光度不同来测量磁场强度的大小，实现了更精确、更智能的磁场强度测量。
本发明所述的一种基于磁流变液的磁场强度测量仪的积极效果在于：改变原来的利用霍尔效应来测量磁场强度的原理，利用磁流变液在磁场中流变特性会改变，铁磁性颗粒随着磁场方向成链，链与链之间形成间隙，从而改变磁流变液的透光度的原理来测量磁场强度。由于磁场变液的特性，如工作温度范围可达到-40℃-150℃，使得测量仪的工作温度范围大大提高。
附图说明
图1为磁流变液的成链过程。
图2为本发明整体外观结构示意图。
图3为本发明的工作原理示意图。
图4为本发明的核心装置测头的结构简图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
在图1中，本发明一种基于磁流变液的磁场强度测量仪所采用的MRF-132LD磁流变液是由铁磁性颗粒1、载液和添加剂2均匀混合而成。
在图2中，本发明一种基于磁流变液的磁场强度测量仪装置，其整体结构是由电源6、导线7、测笔8、数据处理器4、数据显示器5组成。
在图3中，本发明一种基于磁流变液的磁场强度测量仪装置，电源6连接在蒙盖11两端的接头10上，使二极管12发紫光，通过测头9的一系列能量传递，最终通过光照强度测量仪15把数据传给数据处理器4，经过处理后的数据传到数据显示器5上显示出来。
在图4中，本发明一种基于磁流变液的磁场强度测量仪装置的核心部分测头9，它是由蒙盖11、二极管12、磁流变液13、有机玻璃容器14、光照强度测量仪15、端盖16、抗震橡胶环17、圆柱环18、螺钉19组成。二极管是采用能发出频率较高、穿透性更强的紫光的装置。
二极管12处于通电状态，发射出频率较高、穿透性更强的紫光，穿过磁流变液13。此时如果侧头9处于零磁场强度环境下，其中的磁流变液13下的铁磁性颗粒1杂乱无章地分布在载液2中，能透过磁流变液13的紫光很少，使得光照强度测量仪15检测到的紫光微弱，将这个数据传递给数据处理器4，数据处理器4内部储存了MRF-132LD磁流变液13的透光度与磁场强度的关系，将传来的数据与内存的数据进行对比得出一个数据，最后将这个数据在数据显示器5上显示出来。随着环境磁场强度的改变，磁流变液13的流变行为随之改变，成链程度随之改变，最终影响磁流变液13的透光度，这样光照强度测量仪15所接收的光照强度也随之变化，从而对应地输出不同的数据，再传到数据处理器4进行对比，将对比结果输出到显示器5上供用户看。由于磁流变液13能稳定的工作温度范围为-40℃-150℃，因此本装置可在此温度范围下能精确地测量环境的磁场强度。
Claims (3)
1.一种基于磁流变液的磁场强度测量仪，该装置是由数据处理器、数据显示、导线、测笔组成，其中该装置中的测笔是由测头、手柄组成。测头是该装置的核心部件，它是由蒙盖、二极管、磁流变液、有机玻璃容器、光照强度测量仪、端盖、抗震橡胶环、圆柱环、螺钉组成。其特征在于：磁流变液(13)充满于有机玻璃(14)和蒙盖(11)之间，通过圆柱环(18)、有机玻璃(14)、蒙盖(11)和抗震橡胶环(17)密封，光照强度测量仪(15)通过抗震橡胶环(17)同定在端盖(16)和有机玻璃(14)之间。
2.如权利要求1所述一种基于磁流变液的磁场强度装置，其特征在于：磁流变液(13)采用美国Lord公司所研制的MRF-132LD。
3.如权利要求1所述一种基于磁流变液的磁场强度测量仪装置，其特征在于：二极管(12)采用能发射出频率较高、透光度较强的紫光的装置且固定在蒙盖(11)上面。
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