CN106787589B - 基于磁流体的磁路结构、振动试验设备及振动试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于磁流体的磁路结构、振动试验设备及振动试验方法，磁路结构设于振动试验设备中，所述磁路结构包括磁缸和设于磁缸内的中心磁极，所述磁缸和中心磁极之间形成有磁隙，所述磁隙内设有驱动线圈，所述驱动线圈与动圈骨架结合形成动圈组件，所述磁路结构还包括磁流体，所述磁流体对应于所述磁隙内的磁场形态分布在所述磁隙内。本发明通过在磁路结构中增加磁流体，在原有磁路结构中产生的磁场，在该磁场的作用下磁流体也会产生一定的磁场，磁流体产生的磁场与原有的磁场相互叠加，可以大幅提高磁路结构的磁场；另外，磁流体能够吸收动圈组件中的热量通过磁路结构进行散发，大幅度提高了动圈的散热性能。

Description

基于磁流体的磁路结构、振动试验设备及振动试验方法
技术领域
本发明涉及一种振动试验设备技术领域，特别是一种基于磁流体的磁路结构、振动试验设备及振动试验方法。
背景技术
振动试验设备是用以产生振动力，并将这种振动力加到其他结构和设备上的器械。常见的振动试验设备有电动振动台、电磁振动台、电动激振器、电磁激振器等。以电动式激振器为例，其在工作时是利用通有交变电流的线圈在磁场中受力而产生激振力。通用的电动式激振器是由永久磁铁产生恒定的磁场，动圈通过拱形弹簧支承在恒定的磁场中，顶杆和动圈固定在一起，组成激振器的可动部分。当动圈中流过交变电流时，可动部分产生交变的激振力，并通过顶杆将激振力传递给试验构件。
现有振动试验设备的磁路结构通常包括磁缸及中心磁极，中心磁极位于磁缸内部，且在该两者之间形成有磁隙，动圈组件的驱动线圈分布在该磁隙内，当在该驱动线圈内通入交流电时，驱动线圈可因该磁隙内的磁场作用而带动动圈骨架进行上下往复运动。然而，现有技术中的磁路结构中，磁隙内的磁场强度一般是固定的，使得振动试验设备难以适应不同振动试验的需求。
鉴于上述技术问题，有必要提供一种基于磁流体的磁路结构、振动试验设备及振动试验方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于磁流体的磁路结构、振动试验设备及振动试验方法，其能够有效增大磁路结构的磁场强度，并提高动圈的散热效果。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明实施例提供了一种基于磁流体的磁路结构，设于振动试验设备中，所述磁路结构包括磁缸和设于磁缸内的中心磁极，所述磁缸和中心磁极之间形成有磁隙，所述磁隙内设有驱动线圈，所述驱动线圈与动圈骨架结合形成动圈组件，所述磁路结构还包括磁流体，所述磁流体对应于所述磁隙内的磁场形态分布在所述磁隙内。
在一些实施方案中，所述磁流体包括外磁流体和内磁流体，所述动圈组件外壁与磁缸内壁之间形成有第一间隙，所述动圈组件内壁与中心磁极外壁之间形成有第二间隙，所述第一间隙内分布有外磁流体，所述第二间隙中分布有内磁流体。
在一些实施方案中，所述外磁流体呈环状均匀分布于第一间隙中，所述内磁流体呈环状均匀分布于第二间隙中。
在一些实施方案中，所述振动试验设备包括电动振动试验设备或电磁振动试验设备。
在一些实施方案中，所述振动试验设备包括电动振动台、电磁振动台、电动激振器或电磁激振器。
本发明另一实施例提供一种振动试验设备，包含磁路结构及动圈组件，所述动圈组件包括驱动线圈和与驱动线圈连接的动圈骨架，所述驱动线圈设于所述磁路结构的磁隙内，所述磁路结构为上述的基于磁流体的磁路结构。
本发明的再一实施例中提供一种振动试验方法，所述方法包括：
提供振动试验设备，所述振动试验设备包括磁路结构及动圈组件，所述磁路结构包括磁缸和设于磁缸内的中心磁极，所述磁缸和中心磁极之间形成有磁隙，所述动圈组件包括驱动线圈和与驱动线圈连接的动圈骨架，所述驱动线圈设于所述磁路结构的磁隙内；
在所述磁隙内加入磁流体，并使所述磁流体在所述磁隙内的磁场作用下分布在所述磁隙内；
在所述动圈骨架的工作台面上安装工件，并启动所述振动试验设备，进行振动试验。
在一些实施方案中，在所述磁隙内，所述磁流体呈环形分布在动圈组件外壁与磁缸内壁之间和动圈组件内壁与中心磁极外壁之间。
与现有技术相比，本发明通过在磁路结构中增加磁流体，在原有磁路结构中产生的磁场，在该磁场的作用下磁流体也会产生一定的磁场，磁流体产生的磁场与原有的磁场相互叠加，可以大幅提高磁路结构的磁场强度，并且基本不改变磁隙内的磁场形态；另外，磁流体能够吸收动圈组件中的热量通过磁路结构进行散发，大幅度提高了动圈的散热性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一具体实施方式中设有磁流体的磁路结构与动圈组件的剖视结构示意图；
图2是本发明一具体实施方式中未设有磁流体的磁路结构与动圈组件的剖视结构示意图；
图3是本发明一具体实施方式中设有磁流体的磁路结构与动圈组件的俯视结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的一具体实施方式涉及一种基于磁流体的磁路结构，动圈组件位于磁路结构中，磁路结构用于为动圈组件提供磁场。
进一步的，参图1、图2所示，磁路结构包括磁缸11及位于磁缸11内部的中心磁极12，磁缸11和中心磁极12的第一端(下端)相连通设置，第二端(上端)相互分离设置，磁缸11与中心磁极12之间形成一磁隙，动圈组件20位于磁路结构形成的磁隙中。其中，动圈组件20包括驱动线圈和动圈骨架，驱动线圈及部分动圈骨架位于该磁隙中。
本实施方式中的动圈组件20与磁缸11、以及动圈组件20与中心磁极12之间具有间隙，磁路结构还包括位于磁隙中的磁流体，磁流体对应于磁隙内的磁场形态分布在磁隙内，以增强磁路结构的磁场，同时，磁流体还能传导磁路结构中的热量。
具体地，本实施方式中的磁缸11呈圆筒状，中心磁极12呈圆柱状设于磁缸11的轴心位置，部分动圈组件20呈圆环状位于磁缸11和中心磁极12之间。当然，在其他实施方式中，动圈组件、磁缸及中心磁极的形状也不限于本实施方式中的形状。
如图2所示，动圈组件20外壁与磁缸11内壁之间具有第一间隙111，动圈组件20内壁与中心磁极12外壁之间具有第二间隙121，第一间隙111和第二间隙121均呈圆环状。磁流体包括位于第一间隙111中的外磁流体13、以及位于第二间隙121中的内磁流体14。外磁流体13呈圆环状均匀分布于第一间隙111中，内磁流体14呈圆环状均匀分布于第二间隙121中。
磁流体既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，是由直径为纳米量级(10纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性。
本申请中通过在磁路结构的磁隙中增加磁流体，磁路结构中的磁缸与中心磁极之间会产生一定的磁场，在该磁场的作用下，磁流体也会产生一定的磁场，磁流体产生的磁场和磁缸与中心磁极的磁场相互叠加，可以大幅提高磁路结构的磁场。
同时，磁流体作为一种胶状液体，其具有较为优越的热传导性能，能够吸收动圈组件、磁缸及中心磁极的热量，并将该热量迅速散发至空气中，大大提高了磁路结构的散热性能。
本发明的另一实施方式中还公开了一种振动试验设备，所述振动试验设备包括磁路结构及动圈组件，动圈组件包括驱动线圈和与驱动线圈连接的动圈骨架，驱动线圈设于磁路结构的磁隙内，磁路结构为上述实施方式中增加有磁流体的磁路结构，此处不再详细进行说明。
进一步地，振动试验设备可包括电动振动试验设备或电磁振动试验设备等，优选地，电动振动试验设备可为电动振动台、电动激振器等，电磁振动试验设备可为电磁振动台、电磁激振器等。
应用上述实施方式中振动试验设备的振动试验方法具体如下：
提供振动试验设备，振动试验设备包括磁路结构及动圈组件，磁路结构包括磁缸和设于磁缸内的中心磁极，磁缸和中心磁极之间形成有磁隙，动圈组件包括驱动线圈和与驱动线圈连接的动圈骨架，驱动线圈设于磁路结构的磁隙内；
在磁隙内加入磁流体，并使磁流体在磁隙内的磁场作用下分布在磁隙内；
在动圈骨架的工作台面上安装工件，并启动振动试验设备，进行振动试验。
在加入磁流体时，可依据振动试验的需求，调整加入所述磁隙内的磁流体的含量，直至所述磁隙内的磁场强度达到设定范围。
振动试验设备在工作过程中，磁隙内的磁流体呈环形分布在动圈组件外壁与磁缸内壁之间和动圈组件内壁与中心磁极外壁之间。
由以上技术方案可以看出，本发明通过在磁路结构中增加磁流体，在原有磁路结构中产生的磁场，在该磁场的作用下磁流体也会产生一定的磁场，磁流体产生的磁场与原有的磁场相互叠加，可以大幅提高磁路结构的磁场；另外，另外，磁流体能够吸收动圈组件中的热量通过磁路结构进行散发，大幅度提高了动圈的散热性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种振动试验方法，其特征在于，所述方法包括：
提供振动试验设备，所述振动试验设备包括磁路结构及动圈组件，所述磁路结构包括磁缸和设于磁缸内的中心磁极，所述磁缸和中心磁极之间形成有磁隙，所述动圈组件包括驱动线圈和与驱动线圈连接的动圈骨架，所述驱动线圈设于所述磁路结构的磁隙内；
在所述磁隙内加入磁流体，使所述磁流体在所述磁隙内的磁场作用下分布在所述磁隙内，并使所述磁流体呈环形分布在动圈组件外壁与磁缸内壁之间和动圈组件内壁与中心磁极外壁之间，从而使所述磁流体产生的磁场与由所述磁缸和中心磁极产生的磁场相互叠加；
在所述动圈骨架的工作台面上安装工件，并启动所述振动试验设备，进行振动试验；
并且，所述方法还包括：依据振动试验的需求，调整加入所述磁隙内的磁流体的含量，直至所述磁隙内的磁场强度达到设定范围。
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