CN106568834A - 一种基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法 - Google Patents

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signal
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damper
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喻其炳
李川
陈志强
刘杰
白云
姚行艳
陈旭东
王晓丹
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Chongqing Technology and Business University
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    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/74—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables of fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0871—Complete apparatus or systems; circuits, e.g. receivers or amplifiers

Abstract

本发明公开了一种基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，所述基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法利用搭建的数据库和磁隧道结传感器，实时监测磁流变阻尼器内部磁场，当磁场出现异常时发出信号，预示该阻尼器可能出现故障。本发明采用磁隧道结来检测阻尼器内部的磁场变化。采集该变化的信号进行分析判断，从而预测该阻尼器的健康状态。

Description

一种基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法
技术领域
本发明属于磁场变化检测技术领域，尤其涉及一种基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法。
背景技术
磁流变阻尼器是一种较为新型的阻尼器，它以新型的磁流变液作为其工作液，在阻尼器的活塞轴上缠绕电磁线圈，线圈产生的磁场控制磁流变液。通过控制电磁线圈电流的大小来改变磁流变液的粘度，从而达到改变阻尼力的效果，该类阻尼器具有结构简单，体积小，能耗低，响应速度快，阻尼力连续可调，易于与计算机控制相结合等优点。目前较为成功的应用于各类大桥或大型建筑斜拉索的减震；缺点在于其成本较高，目前还没有被广泛用于汽车领域。
综上所述，目前通过控制电磁线圈电流的大小来改变磁流变液的粘度存在成本较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，旨在解决目前通过控制电磁线圈电流的大小来改变磁流变液的粘度存在成本较高的问题。
本发明是这样实现的，一种基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，所述基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法利用数据库和磁隧道结传感器，实时监测磁流变阻尼器内部磁场，当磁场出现异常时发出信号，预示阻尼器出现故障。
进一步，所述数据库的构建方法包括：
利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行磁路仿真，获取不同工况下磁流变阻尼器内部的磁场变化，模拟磁场输出信号，建立各种参数与磁场信号之间的对应关系；
利用模拟得到的结果，建立相应的数据库。
进一步，所述磁隧道结传感器包括：
信号采集模块，用于输出的信号采集，抑制共模噪声干扰和温度漂移；
差分输入放大电路，用于提供偏置电压，隔离直流信号和滤除高频噪声；
数字电路，用于实现模拟信号到方波数字信号的转变。
进一步，所述差分输入放大电路采用阻容耦合的差分输入放大电路；所述差分输入放大电路包括：
前置电压跟随器，用于为差分放大电路提供偏置电压；
隔直电容和滤波电容，用于隔离直流信号和滤除高频噪声；
进一步，所述数字电路包括：反相输入滞回比较器；
所述反相输入滞回比较器用于实现模拟信号到方波数字信号的转变。
本发明提供的基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，采用磁隧道结来检测阻尼器内部的磁场变化；采集该变化的信号进行分析判断，从而预测该阻尼器的健康状态。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法包括以下步骤：
S101：利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行磁路仿真设计，研究不同工况下磁流变阻尼器内部的磁场变化，模拟磁场输出信号，建立各种参数与磁场信号之间的对应关系；
S102：利用模拟得到的结果，建立相应的数据库；
S103：利用搭建的数据库和磁隧道结传感器，实时监测磁流变阻尼器内部磁场，当磁场出现异常时发出信号，预示该阻尼器可能出现故障。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
1、利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行磁路仿真设计，研究不同工况下磁流变阻尼器内部的磁场变化，模拟磁场输出信号，建立各种参数与磁场信号之间的对应关系，为后续数据的分析处理提供技术支持。
2、利用模拟得到的结果，建立相应的数据库。
3、磁隧道结传感器设计思路：
(1)信号处理：
A、信号采集
B、模拟放大
C、数字输出
(2)惠斯通全桥输出的信号采集方案比半桥输出方案能更好的抑制共模噪声干扰和温度漂移，而且全桥输出信号比半桥输出信号大一倍；
(3)采用阻容耦合的差分输入放大电路；前置电压跟随器可以为差分放大电路提供准确的偏置电压；隔直电容和滤波电容分别起到了隔离直流信号和滤除高频噪声的作用；
(4)数字电路部分采用反相输入滞回比较器来实现模拟信号到方波数字信号的转变。
4、磁隧道结传感器测试磁流变阻尼器内部磁场，利用上述方法搭建的数据库和磁隧道结传感器，实时监测磁流变阻尼器内部磁场，当磁场出现异常时发出信号，预示该阻尼器可能出现故障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，其特征在于，所述基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法利用数据库和磁隧道结传感器，实时监测磁流变阻尼器内部磁场，当磁场出现异常时发出信号，预示阻尼器出现故障。
2.如权利要求1所述的基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，其特征在于，所述数据库的构建方法包括：
利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行磁路仿真，获取不同工况下磁流变阻尼器内部的磁场变化，模拟磁场输出信号，建立各种参数与磁场信号之间的对应关系；
利用模拟得到的结果，建立相应的数据库。
3.如权利要求1所述的基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，其特征在于，所述磁隧道结传感器包括：
信号采集模块，用于输出的信号采集，抑制共模噪声干扰和温度漂移；
差分输入放大电路，用于提供偏置电压，隔离直流信号和滤除高频噪声；
数字电路，用于实现模拟信号到方波数字信号的转变。
4.如权利要求3所述的基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，其特征在于，所述差分输入放大电路采用阻容耦合的差分输入放大电路；所述差分输入放大电路包括：
前置电压跟随器，用于为差分放大电路提供偏置电压；
隔直电容和滤波电容，用于隔离直流信号和滤除高频噪声。
5.如权利要求3所述的基于磁隧道结的磁流变阻尼器内部磁场变化检测方法，其特征在于，所述数字电路包括：反相输入滞回比较器；
所述反相输入滞回比较器用于实现模拟信号到方波数字信号的转变。
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