CN106338454B - 磁悬浮转筒流体阻尼测量仪 - Google Patents

磁悬浮转筒流体阻尼测量仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮转筒流体阻尼测量装置,包括电机、二维平移支架、圆柱、转速测控仪、磁悬浮转筒、力矩测定仪、张丝、细杆、磁场控制器、温度计、密封机箱和托盘;电机带动圆柱转动,转速测控仪控制圆柱的转速,磁悬浮转筒在磁场控制器产生的磁场作用下悬浮于流体中,位于圆柱外面,中心轴与圆柱共轴,转动的圆柱带动圆柱与磁悬浮转筒间的流体旋转,旋转流体带动磁悬浮转筒转动,固定于磁悬浮转筒上的细杆同时转动,使绕于细杆上的张丝慢慢缠绕,最终张丝力矩与流体阻尼力矩平衡而使磁悬浮转筒停止转动,由转速和转动力矩等参数算出流体的阻尼系数,该技术可用于机车制造、航空航天等领域。

Description

磁悬浮转筒流体阻尼测量仪
技术领域
本发明涉及一种流体的物理参数的测量装置,特别是涉及一种流体阻尼物理量测量装置,应用于流体力学测量技术领域。
背景技术
对于液体或空气等流体的阻尼测量,常用的主动测量方法是基于运动传递,运动主体带动被测流体运动,然后采用直接或间接的方法测量流体阻尼力或力矩。其中一种方法亦是将流体运动转化为其他物体的运动,通过测量该物体的运动参数间接测得流体的阻尼参数。在此过程中,额外的运动损耗可能降低测量精度,也可能增加测量难度。
公开号为CN105185201A的一种变温空气粘滞系数测定仪,由两块相互平行、上下间距靠近且可沿同一轴线转动的圆盘构成,下圆盘可在电机的带动下定轴旋转,与它靠近的上圆盘则被一个扭丝悬挂。这种结构由于上圆盘本身的转动损耗,如轴承摩擦等,将降低测量精度。
公开号为CN205333469U的一种液体粘滞系数测量仪器,动力电机带动转盘,装有测量液体的容器放置在转盘上,容器被动转动而使液体转动,这种结构的转盘与容器之间存在力学阻尼摩擦而使测量精度降低。
发明内容
为了解决现有技术问题,本发明的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,采用磁悬浮转筒,和被测流体之间保持纯转动模式,并实现运动交换,在测量磁悬浮转筒的转动力矩时没有额外的附加摩擦力矩,从而得到流体的纯转动参量以及阻尼系数。
为达到上述发明创造目的,本发明采用下述发明构思:
本发明针对附加运动损耗问题,将流体运动转换的被测物体——转筒设计为磁悬浮转筒,磁悬浮转筒悬浮于流体中,自身没有额外的摩擦阻尼损耗,仅和被测流体进行动量、能量交换,而对磁悬浮转筒的运动参数进行直接测量,再计算得到流体的阻尼参数,从而提高了测量精度。
根据上述发明构思,本发明采用下述技术方案:
一种磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,包括密封机箱、转动系统、主控制器、磁悬浮执行装置和流体测量装置,具体为:
将待测流体注入到密封机箱中;
转动系统由电机、二维平移支架和圆柱组成,圆柱具有设定直径尺寸,电机和二维平移支架安装在密封机箱外部,电机的传动主轴竖直设置,圆柱设置于密封机箱内并浸入待测流体中,电机的传动主轴对圆柱进行同轴传动,使电机驱动圆柱进行同步转动;
磁悬浮执行装置包括磁悬浮转筒、磁场控制器和托盘,磁悬浮转筒设置于密封机箱内并浸入待测流体中,磁悬浮转筒具有设定直径尺寸,磁场控制器安装在密封机箱壁上,磁场控制器的信号端与主控制器的信号端连接,磁场控制器控制磁悬浮转筒,使磁悬浮转筒悬浮于待测流体中的设定深度位置处,通过调节二维平移支架,使电机的传动主轴进行水平面位置的二维横移调整,使磁悬浮转筒的一侧端面朝向圆柱,并使磁悬浮转筒和圆柱形成具有间隙的套装的同轴传力装置,磁悬浮转筒和圆柱保持共轴而非接触状态,在磁悬浮转筒和圆柱形成间隙空间,在间隙中充满待测流体作为传力介质,形成中间流体层,圆柱转动时能带动中间流体层转动,而转动的中间流体层也能带动磁悬浮转筒转动,使圆柱的表面通过中间流体层向磁悬浮转筒的表面传递扭力;
流体测量装置包括转速测控仪、温度计、主控制器、磁悬浮转筒、张丝、细杆和力矩测定仪,转速测控仪的指令信号端与电机的接收信号端连接,转速测控仪的信号端与主控制器的信号端连接,由转速测控仪控制圆柱的转速,温度计的信号端与主控制器的信号端连接,温度计测量待测流体的温度,细杆固定安装在磁悬浮转筒的另一侧端面上,细杆具有设定直径尺寸,细杆和磁悬浮转筒共轴设置,使细杆在背向圆柱进行设置,力矩测定仪安装在密封机箱壁上,托盘设置于细杆和磁场控制器之间,在细杆上缠绕张丝,张丝的端头与力矩测定仪的扭力测量端或扭矩测量端固定连接,力矩测定仪的信号端与主控制器的信号端连接,细杆转动时,由于张丝的牵拉而产生反向扭力,由力矩测定仪测量张丝的扭力或扭力矩,通过主控制器计算得到待测流体的阻尼力矩或阻尼系数。
作为本发明的第一种优选的技术方案,转动系统采用顶传动方式,将电机和二维平移支架安装在密封机箱的顶部,从上面带动位于下方的圆柱进行转动;磁悬浮执行装置采用磁悬浮推力提供方式,磁场控制器安装在磁悬浮转筒的下方,从下面通过磁场控制器对磁悬浮转筒施加方向向上的磁悬浮推力,使磁悬浮转筒悬置于待测流体中。
作为本发明的第一种优选的技术方案的改进,磁悬浮转筒为顶部敞口的空心筒形装置,圆柱从上方向下垂插入到磁悬浮转筒内,并和磁悬浮转筒共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,磁悬浮转筒的空心腔内径和圆柱的外径具有设定尺寸。
作为本发明的第一种优选的技术方案的另一种改进,圆柱为底部敞口的空心筒形装置,磁悬浮转筒为圆柱形结构,磁悬浮转筒从下方向上插入到圆柱内,并和圆柱共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,圆柱的空心腔内径和磁悬浮转筒的外径具有设定尺寸。
作为本发明的第二种优选的技术方案,转动系统采用底传动方式,将电机和二维平移支架安装在密封机箱的底部,从下面带动位于上方的圆柱进行转动;磁悬浮执行装置采用磁悬浮吸力提供方式,磁场控制器安装在磁悬浮转筒的上方,从上面通过磁场控制器对磁悬浮转筒施加方向向上的磁悬浮吸力,使磁悬浮转筒悬置于待测流体中。
作为本发明的第二种优选的技术方案的改进,磁悬浮转筒为底部敞口的空心筒形装置,圆柱从下方向上插入到磁悬浮转筒内,并和磁悬浮转筒共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,磁悬浮转筒的空心腔内径和圆柱的外径具有设定尺寸。
作为本发明的第二种优选的技术方案的另一种改进,圆柱为顶部敞口的空心筒形装置,磁悬浮转筒为圆柱形结构,磁悬浮转筒上方向下垂插入到圆柱内,并和圆柱共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,圆柱的空心腔内径和磁悬浮转筒的外径具有设定尺寸。
作为上述方案进一步优选的技术方案,磁场控制器设置于密封机箱内部,托盘固定安装在磁场控制器外壳表面上。
本发明的技术原理如下:
电机驱动圆柱转动,附在其表面的空气分子同速转动,通过流体分子动量传递,逐渐在转动圆柱与磁悬浮转筒间形成流体分子层流,而磁悬浮转筒开始时静止,在层流粘滞力矩的作用下开始转动,此时由张丝带动力矩仪给磁悬浮转筒一个反向作用力矩,在一定电机转速下张丝力矩和流体阻尼力矩平衡,磁悬浮转筒停止转动,此时流体阻尼系数由磁悬浮转筒直径、圆柱直径、细杆半径、圆柱转速、张丝力矩等参数确定。
本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明磁悬浮转筒流体阻尼测量仪对从动物体采用磁悬浮设计,克服了由直接接触、轴承承载等附加到从动物体所带来的摩擦阻力或阻尼阻力的影响,提高了用从动物体运动参数表征流体阻尼参数的精度;
2.本发明磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的磁悬浮转筒设计及其工作过程保证了圆柱、流体、磁悬浮转筒同轴转动的稳定性和可靠性;
3.本发明磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的转动的圆柱带动圆柱与磁悬浮转筒间的流体旋转,旋转流体带动磁悬浮转筒转动,固定于磁悬浮转筒上的细杆同时转动,使绕于细杆上的张丝慢慢缠绕,最终张丝力矩与流体阻尼力矩平衡而使磁悬浮转筒停止转动,由转速和转动力矩等参数算出流体的阻尼系数,该技术可用于机车制造、航空航天等领域。
附图说明
图1为本发明实施例一磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的结构示意图。
图2为本发明实施例一磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的信号系统原理图。
图3为本发明实施例二磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的结构示意图。
图4为本发明实施例三磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的结构示意图。
图5为本发明实施例四磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的结构示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中,参见图1和图2,一种磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,包括密封机箱11、转动系统、主控制器13、磁悬浮执行装置和流体测量装置,具体为:
将待测流体注入到密封机箱11中;转动系统由电机1、二维平移支架2和圆柱3组成,圆柱3具有设定直径尺寸,电机1和二维平移支架2安装在密封机箱11外部,电机1的传动主轴竖直设置,圆柱3设置于密封机箱11内并浸入待测流体中,电机1的传动主轴对圆柱3进行同轴传动,使电机1驱动圆柱3进行同步转动;磁悬浮执行装置包括磁悬浮转筒5、磁场控制器9和托盘12,磁悬浮转筒5设置于密封机箱11内并浸入待测流体中,磁悬浮转筒5具有设定直径尺寸,磁场控制器9安装在密封机箱11壁上,磁场控制器9的信号端与主控制器13的信号端连接,磁场控制器9控制磁悬浮转筒5,使磁悬浮转筒5悬浮于待测流体中的设定深度位置处,通过调节二维平移支架2,使电机1的传动主轴进行水平面位置的二维横移调整,使磁悬浮转筒5的一侧端面朝向圆柱3,并使磁悬浮转筒5和圆柱3形成具有间隙的套装的同轴传力装置,磁悬浮转筒5和圆柱3保持共轴而非接触状态,在磁悬浮转筒5和圆柱3形成间隙空间,在间隙中充满待测流体作为传力介质,形成中间流体层,圆柱3转动时能带动中间流体层转动,而转动的中间流体层也能带动磁悬浮转筒5转动,使圆柱3的表面通过中间流体层向磁悬浮转筒5的表面传递扭力;流体测量装置包括转速测控仪4、温度计10、主控制器13、磁悬浮转筒5、张丝7、细杆8和力矩测定仪6,转速测控仪4的指令信号端与电机1的接收信号端连接,转速测控仪4的信号端与主控制器13的信号端连接,由转速测控仪4控制圆柱3的转速,温度计10的信号端与主控制器13的信号端连接,温度计10测量待测流体的温度,细杆8固定安装在磁悬浮转筒5的另一侧端面上,细杆8具有设定直径尺寸,细杆8和磁悬浮转筒5共轴设置,使细杆8在背向圆柱3进行设置,力矩测定仪6安装在密封机箱11壁上,托盘设置于细杆8和磁场控制器9之间,在细杆8上缠绕张丝7,张丝7的端头与力矩测定仪6的扭力测量端或扭矩测量端固定连接,力矩测定仪6的信号端与主控制器13的信号端连接,细杆8转动时,由于张丝7的牵拉而产生反向扭力,由力矩测定仪6测量张丝7的扭力或扭力矩,通过主控制器13计算得到待测流体的阻尼力矩或阻尼系数。磁场控制器9设置于密封机箱11内部,托盘12固定安装在磁场控制器9外壳表面上。
在本实施例中,参见图1,转动系统采用顶传动方式,将电机1和二维平移支架2安装在密封机箱11的顶部,从上面带动位于下方的圆柱3进行转动;磁悬浮执行装置采用磁悬浮推力提供方式,磁场控制器9安装在磁悬浮转筒5的下方,从下面通过磁场控制器9对磁悬浮转筒5施加方向向上的磁悬浮推力,使磁悬浮转筒5悬置于待测流体中。
在本实施例中,参见图1,磁悬浮转筒5为顶部敞口的空心筒形装置,圆柱3从上方向下垂插入到磁悬浮转筒5内,并和磁悬浮转筒5共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,磁悬浮转筒5的空心腔内径和圆柱3的外径具有设定尺寸。
在本实施例中,参见图1和图2,调节磁场控制器9,使磁场力和磁悬浮转筒5重力平衡,磁悬浮转筒5悬浮于流体中构成磁悬浮装置,调节二维平移支架2,使磁悬浮转筒5套在圆柱3外面,两者共轴而非接触,中间为被测流体;启动电机1后带动圆柱3转动,由转速测控仪4控制圆柱3的转速;转动圆柱3使中间的流体层转动从而带动磁悬浮转筒5转动;细杆8位于磁悬浮转筒5下部中间,转动圆柱3、转动流体、磁悬浮转筒5和细杆8共轴;张丝7绕于细杆8上,磁悬浮转筒5以及细杆8转动使张丝7在细杆8上缠绕,产生反向扭力,由力矩测定仪6测量张丝7的扭力或扭矩,当电机1或圆柱3的转动速度达到某一定值后,流体带动的磁悬浮转筒5的转速趋于某一定值后,由于张丝7的反向扭力作用而减慢下来直至停止转动,此时的张7的扭力矩和流体阻尼力矩达成平衡,此时流体阻尼系数由磁悬浮转筒直径、圆柱直径、细杆半径、圆柱转速、张丝力矩等参数确定。在转动系统、磁悬浮执行装置和流体测量装置组成的传力系统中,在水平方向的动力传递方向是圆柱3→中间流体层→磁悬浮转筒5。电机1带动圆柱3转动,转速测控仪4控制圆柱3的转速,磁悬浮转筒5在磁场控制器9产生的磁场作用下悬浮于流体中,位于圆柱3外面,中心轴与圆柱3共轴,转动的圆柱3带动圆柱3与磁悬浮转筒5间的流体旋转,旋转流体带动磁悬浮转筒5转动,固定于磁悬浮转筒5上的细杆8同时转动,使绕于细杆8上的张丝7慢慢缠绕,最终张丝7力矩与流体阻尼力矩平衡而使磁悬浮转筒5停止转动,由转速和转动力矩等参数算出流体的阻尼系数,该技术可用于机车制造、航空航天等领域。
实施例二:
本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图3,圆柱3为底部敞口的空心筒形装置,磁悬浮转筒5为圆柱形结构,磁悬浮转筒5从下方向上插入到圆柱3内,并和圆柱3共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,圆柱3的空心腔内径和磁悬浮转筒5的外径具有设定尺寸。本实施例让电机1带动磁悬浮转筒5转动,而磁悬浮转筒5处于磁悬浮状态,转动圆柱3带动流体转动,转动流体带动磁悬浮转筒5转动,细杆8位于圆柱3上,与圆3共轴,张丝7测量磁悬浮转筒5或细杆8的扭矩。电机1带动圆柱3转动,转速测控仪4控制圆柱3的转速,磁悬浮转筒5在磁场控制器9产生的磁场作用下悬浮于流体中,位于圆柱3里面,中心轴与圆柱3共轴,转动的圆柱3带动圆柱3与磁悬浮转筒5间的流体旋转,旋转流体带动磁悬浮转筒5转动,固定于磁悬浮转筒5上的细杆8同时转动,使绕于细杆8上的张丝7慢慢缠绕,最终张丝7力矩与流体阻尼力矩平衡而使磁悬浮转筒5停止转动,由转速和转动力矩等参数算出流体的阻尼系数,该技术可用于机车制造、航空航天等领域。
实施例三:
本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图4,转动系统采用底传动方式,将电机1和二维平移支架2安装在密封机箱11的底部,从下面带动位于上方的圆柱3进行转动;磁悬浮执行装置采用磁悬浮吸力提供方式,磁场控制器9安装在磁悬浮转筒5的上方,从上面通过磁场控制器9对磁悬浮转筒5施加方向向上的磁悬浮吸力,使磁悬浮转筒5悬置于待测流体中。
在本实施例中,参见图4,磁悬浮转筒5为底部敞口的空心筒形装置,圆柱3从下方向上插入到磁悬浮转筒5内,并和磁悬浮转筒5共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,磁悬浮转筒5的空心腔内径和圆柱3的外径具有设定尺寸。本实施例采用倒置方式,磁悬浮推力变成磁悬浮吸力,即从上面通过磁场控制器9对磁悬浮转筒5施加磁悬浮吸力,使磁悬浮转筒5悬置于流体中,电机1及圆柱3从下面插入磁悬浮转筒5内,并和磁悬浮转筒5共轴。电机1带动圆柱3转动,由转速测控仪4控制圆柱3转速;磁悬浮转筒5套在圆柱3外面,两者共轴而非接触,中间为被测流体,磁悬浮转筒5的悬浮磁场力由磁场控制器9提供和控制,转动圆柱3带动中间的流体层转动,转动流体带动磁悬浮转筒5转动;细杆8位于磁悬浮转筒5下部中间,并与磁悬浮转筒5共轴,张丝7绕于细杆8上,细杆8转动使张丝7在细杆8上缠绕,产生扭力,由力矩测定仪6测量张丝7的扭力,得到磁悬浮转筒5的扭力矩,经计算得到流体的阻尼力矩或阻尼系数。
实施例四:
本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图5,圆柱3为顶部敞口的空心筒形装置,磁悬浮转筒5为圆柱形结构,磁悬浮转筒5上方向下垂插入到圆柱3内,并和圆柱3共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,圆柱3的空心腔内径和磁悬浮转筒5的外径具有设定尺寸。本实施例采用倒置方式,磁悬浮推力为磁悬浮吸力,即从上面通过磁场控制器9对磁悬浮转筒5施加磁悬浮吸力,使磁悬浮转筒5悬置于流体中。本实施例装置采用倒置方式,磁悬浮推力变成磁悬浮吸力。即从上面通过磁场控制器9对磁悬浮转筒5施加磁悬浮吸力,使磁悬浮转筒5悬置于流体中,磁悬浮转筒5从上面向下插入圆柱3内,并和圆柱3共轴。本实施例让电机1带动圆柱3转动,而磁悬浮转筒5处于磁悬浮状态,转动圆柱3带动流体转动,转动流体带动磁悬浮转筒5转动。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明磁悬浮转筒流体阻尼测量仪的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:包括密封机箱(11)、转动系统、主控制器(13)、磁悬浮执行装置和流体测量装置,具体为:
将待测流体注入到所述密封机箱(11)中;
所述转动系统由电机(1)、二维平移支架(2)和圆柱(3)组成,所述圆柱(3)具有设定直径尺寸,所述电机(1)和二维平移支架(2)安装在所述密封机箱(11)外部,所述电机(1)的传动主轴竖直设置,所述圆柱(3)设置于所述密封机箱(11)内并浸入待测流体中,所述电机(1)的传动主轴对所述圆柱(3)进行同轴传动,使所述电机(1)驱动所述圆柱(3)进行同步转动;
所述磁悬浮执行装置包括磁悬浮转筒(5)、磁场控制器(9)和托盘(12),所述磁悬浮转筒(5)设置于所述密封机箱(11)内并浸入待测流体中,所述磁悬浮转筒(5)具有设定直径尺寸,所述磁场控制器(9)安装在所述密封机箱(11)壁上,所述磁场控制器(9)的信号端与所述主控制器(13)的信号端连接,所述磁场控制器(9)控制所述磁悬浮转筒(5),使所述磁悬浮转筒(5)悬浮于待测流体中的设定深度位置处,通过调节所述二维平移支架(2),使所述电机(1)的传动主轴进行水平面位置的二维横移调整,使所述磁悬浮转筒(5)的一侧端面朝向所述圆柱(3),并使所述磁悬浮转筒(5)和所述圆柱(3)形成具有间隙的套装的同轴传力装置,所述磁悬浮转筒(5)和所述圆柱(3)保持共轴而非接触状态,在所述磁悬浮转筒(5)和所述圆柱(3)形成间隙空间,在间隙中充满待测流体作为传力介质,形成中间流体层,所述圆柱(3)转动时能带动中间流体层转动,而转动的中间流体层也能带动所述磁悬浮转筒(5)转动,使所述圆柱(3)的表面通过中间流体层向所述磁悬浮转筒(5)的表面传递扭力;
所述流体测量装置包括转速测控仪(4)、温度计(10)、所述主控制器(13)、所述磁悬浮转筒(5)、张丝(7)、细杆(8)和力矩测定仪(6),所述转速测控仪(4)的指令信号端与所述电机(1)的接收信号端连接,所述转速测控仪(4)的信号端与所述主控制器(13)的信号端连接,由所述转速测控仪(4)控制所述圆柱(3)的转速,所述温度计(10)的信号端与所述主控制器(13)的信号端连接,所述温度计(10)测量待测流体的温度,所述细杆(8)固定安装在所述磁悬浮转筒(5)的另一侧端面上,所述细杆(8)具有设定直径尺寸,所述细杆(8)和所述磁悬浮转筒(5)共轴设置,使所述细杆(8)在背向所述圆柱(3)进行设置,所述力矩测定仪(6)安装在所述密封机箱(11)壁上,所述托盘设置于所述细杆(8)和所述磁场控制器(9)之间,在所述细杆(8)上缠绕所述张丝(7),所述张丝(7)的端头与所述力矩测定仪(6)的扭力测量端或扭矩测量端固定连接,所述力矩测定仪(6)的信号端与所述主控制器(13)的信号端连接,所述细杆(8)转动时,由于所述张丝(7)的牵拉而产生反向扭力,由所述力矩测定仪(6)测量所述张丝(7)的扭力或扭力矩,通过所述主控制器(13)计算得到待测流体的阻尼力矩或阻尼系数;
所述电机(1)驱动圆柱(3)转动,附在圆柱(3)表面的空气分子同速转动,通过流体分子动量传递,逐渐在转动圆柱(3)与磁悬浮转筒(5)间形成流体分子层流,而磁悬浮转筒(5)开始时静止,在层流粘滞力矩的作用下开始转动,此时由张丝(7)带动力矩测定仪(6)给磁悬浮转筒(5)一个反向作用力矩,在一定电机(1)转速下张丝(7)的力矩和流体阻尼力矩平衡,磁悬浮转筒(5)停止转动;所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪采用磁悬浮转筒(5),使磁悬浮转筒(5)和被测流体之间保持纯转动模式,并实现运动交换。
2.根据权利要求1所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:所述转动系统采用顶传动方式,将所述电机(1)和二维平移支架(2)安装在所述密封机箱(11)的顶部,从上面带动位于下方的所述圆柱(3)进行转动;所述磁悬浮执行装置采用磁悬浮推力提供方式,所述磁场控制器(9)安装在所述磁悬浮转筒(5)的下方,从下面通过磁场控制器(9)对磁悬浮转筒(5)施加方向向上的磁悬浮推力,使磁悬浮转筒(5)悬置于待测流体中。
3.根据权利要求2所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:所述磁悬浮转筒(5)为顶部敞口的空心筒形装置,所述圆柱(3)从上方向下垂插入到所述磁悬浮转筒(5)内,并和所述磁悬浮转筒(5)共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,所述磁悬浮转筒(5)的空心腔内径和所述圆柱(3)的外径具有设定尺寸。
4.根据权利要求2所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:所述圆柱(3)为底部敞口的空心筒形装置,所述磁悬浮转筒(5)为圆柱形结构,所述磁悬浮转筒(5)从下方向上插入到所述圆柱(3)内,并和所述圆柱(3)共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,所述圆柱(3)的空心腔内径和所述磁悬浮转筒(5)的外径具有设定尺寸。
5.根据权利要求1所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:所述转动系统采用底传动方式,将所述电机(1)和二维平移支架(2)安装在所述密封机箱(11)的底部,从下面带动位于上方的所述圆柱(3)进行转动;所述磁悬浮执行装置采用磁悬浮吸力提供方式,所述磁场控制器(9)安装在所述磁悬浮转筒(5)的上方,从上面通过磁场控制器(9)对磁悬浮转筒(5)施加方向向上的磁悬浮吸力,使磁悬浮转筒(5)悬置于待测流体中。
6.根据权利要求5所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:所述磁悬浮转筒(5)为底部敞口的空心筒形装置,所述圆柱(3)从下方向上插入到所述磁悬浮转筒(5)内,并和所述磁悬浮转筒(5)共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,所述磁悬浮转筒(5)的空心腔内径和所述圆柱(3)的外径具有设定尺寸。
7.根据权利要求5所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:所述圆柱(3)为顶部敞口的空心筒形装置,所述磁悬浮转筒(5)为圆柱形结构,所述磁悬浮转筒(5)上方向下垂插入到所述圆柱(3)内,并和所述圆柱(3)共轴,形成具有中间流体层的套装同轴传力装置,所述圆柱(3)的空心腔内径和所述磁悬浮转筒(5)的外径具有设定尺寸。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述磁悬浮转筒流体阻尼测量仪,其特征在于:所述磁场控制器(9)设置于所述密封机箱(11)内部,所述托盘(12)固定安装在所述磁场控制器(9)外壳表面上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109916776B (zh) * 2019-03-27 2021-07-09 西南石油大学 一种磁悬浮的旋转法液体粘度测量装置
CN110887646B (zh) * 2019-11-08 2021-04-13 北京航天时代光电科技有限公司 一种用于载人航天水处理系统的机械密封的性能测试试验装置
CN111579433A (zh) * 2020-05-08 2020-08-25 北京华宇展业科技有限公司 一种磁悬流体在线检测仪
CN111965076B (zh) * 2020-09-23 2024-05-14 吉林大学 一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置和测量方法
CN112748047B (zh) * 2020-12-22 2023-09-12 青岛科技大学 高温高压下钻井液粘度测量装置及其测量方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1056931A (zh) * 1990-05-31 1991-12-11 清华大学 一种磁悬浮式流量测量用涡轮变送器
CN101196213A (zh) * 2007-12-26 2008-06-11 北京航空航天大学 一种集成化高温超导磁悬浮储能飞轮磁轴承数字控制系统
CN101451856A (zh) * 2008-12-26 2009-06-10 中国船舶重工集团公司第七○七研究所 有源磁悬浮轴向性能测试仪
JP2010041742A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Asmo Co Ltd アキシャル磁気浮上回転モータ及びアキシャル磁気浮上回転モータを用いたターボ形ポンプ
CN101710808A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 北京航空航天大学 一种磁悬浮控制力矩陀螺转子系统径向的解耦方法
CN101943625A (zh) * 2009-07-07 2011-01-12 台州市质量技术监督检测研究院 基于磁悬浮效应的微扭矩传感器校准仪
CN102830041A (zh) * 2012-09-04 2012-12-19 济南美医林电子仪器有限公司 磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置
CN104638983A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 北京环境特性研究所 一种小型磁悬浮稳定平台
CN204881943U (zh) * 2015-09-08 2015-12-16 中国人民解放军国防科学技术大学 流体摩擦力矩的测量装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1056931A (zh) * 1990-05-31 1991-12-11 清华大学 一种磁悬浮式流量测量用涡轮变送器
CN101196213A (zh) * 2007-12-26 2008-06-11 北京航空航天大学 一种集成化高温超导磁悬浮储能飞轮磁轴承数字控制系统
JP2010041742A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Asmo Co Ltd アキシャル磁気浮上回転モータ及びアキシャル磁気浮上回転モータを用いたターボ形ポンプ
CN101451856A (zh) * 2008-12-26 2009-06-10 中国船舶重工集团公司第七○七研究所 有源磁悬浮轴向性能测试仪
CN101943625A (zh) * 2009-07-07 2011-01-12 台州市质量技术监督检测研究院 基于磁悬浮效应的微扭矩传感器校准仪
CN101710808A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 北京航空航天大学 一种磁悬浮控制力矩陀螺转子系统径向的解耦方法
CN102830041A (zh) * 2012-09-04 2012-12-19 济南美医林电子仪器有限公司 磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置
CN104638983A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 北京环境特性研究所 一种小型磁悬浮稳定平台
CN204881943U (zh) * 2015-09-08 2015-12-16 中国人民解放军国防科学技术大学 流体摩擦力矩的测量装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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动力磁悬浮轴承的特点及关键技术;李益民, 陈芳, 曾励;现代机械(01);全文 *

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