CN114812918B - 一种磁性液体微压差传感器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种磁性液体微压差传感器，属于机械工程测量技术领域，包括：管体，管体的一端设置有端盖，另一端设置有进气件；复合磁芯，复合磁芯位于管体内；复合磁芯包括两个磁铁件，两个磁铁件之间通过连接架连接；其中，磁铁件包括至少两个永磁铁，每相邻的两个永磁铁之间设置有分隔垫；磁性液体，磁性液体位于磁铁件中每个永磁铁的外侧壁与管体的内壁之间；霍尔元件，霍尔元件设置在管体的外壁上；回复磁铁，回复磁铁设置在端盖上，且回复磁铁朝向相邻的磁铁件的磁极与该磁铁件朝向回复磁铁的磁极相同。通过本申请实施例提供的一种磁性液体微压差传感器，可以增加磁性液体微压差传感器的密封级数，提高其耐压性能。

Description

一种磁性液体微压差传感器

技术领域

本申请实施例涉及机械工程测量技术领域，具体而言，涉及一种磁性液体微压差传感器。

背景技术

磁性液体是一种既具有液体的流动性又具有对磁场的响应特性的一种新型功能材料，在密封、传感、减振等领域具有广阔的应用前景。利用磁性液体的特性研发的微小气压传感器广泛地应用在工业领域，相比传统微压差传感器，磁流体微压差传感器具有结构简单，体积小，无机械磨损，灵敏度高，耐冲击、能耗低、低频响应好等优点。

但是，目前的磁性液体微压差传感器的密封性不高，在两侧气压增大时容易冲破磁性液体微压差传感器的密封，导致传感器失效，导致传感器的可测微压量程范围也大大缩小。

发明内容

本申请实施例提供一种磁性液体微压差传感器，旨在增加磁性液体微压差传感器的密封级数，提高其耐压性能。

本申请实施例提供一种磁性液体微压差传感器，包括：

管体，所述管体的一端设置有端盖，另一端设置有进气件；

复合磁芯，所述复合磁芯位于所述管体内；

所述复合磁芯包括两个磁铁件，两个所述磁铁件之间通过连接架连接；

其中，所述磁铁件包括至少两个永磁铁，每相邻的两个所述永磁铁之间设置有分隔垫；

磁性液体，所述磁性液体位于所述磁铁件中每个所述永磁铁的外侧壁与管体的内壁之间；

霍尔元件，所述霍尔元件设置在所述管体的外壁上，且所述霍尔元件位于所述管体的中央位置；

回复磁铁，所述回复磁铁设置在所述端盖上，且所述回复磁铁朝向相邻的所述磁铁件的磁极与该磁铁件朝向所述回复磁铁的磁极相同。

可选地，所述磁铁件包括第一永磁铁和第二永磁铁，所述第一永磁铁与所述第二永磁铁的尺寸相同，所述分隔垫位于所述第一永磁铁和所述第二永磁铁之间，所述磁性液体位于所述第一永磁铁的外壁与所述管体的内壁、以及所述第二永磁铁的外壁与所述管体的内壁之间。

可选地，所述分隔垫的材质为橡胶或塑料。

可选地，所述磁性液体为机油基磁性液体。

可选地，所述第一永磁铁和所述第二永磁铁的材质均为钕铁硼。

可选地，所述端盖上设置有密封部，所述密封部位于所述管体内，且所述密封部的尺寸与所述管体的尺寸相适配。

可选地，所述端盖与所述密封部一体成型。

可选地，所述进气件包括进气管，所述进气管的外壁与所述管体的内壁紧密贴合，所述进气管具有与所述管体连通的进气孔道。

可选地，所述管体的材质为亚克力。

可选地，所述霍尔元件的型号为S49E。

有益效果：

本申请提供一种磁性液体微压差传感器，通过设置管体，管体一端设置有端盖，另一端设置有进气件，管体内的复合磁芯，复合磁芯包括两个磁铁件，磁铁件又包括至少两个永磁铁，在每个永磁铁的外侧壁与管体的内壁之间均设置有磁性液体，同时再设置霍尔元件和回复磁铁，这样，在使用该传感器时，测试人员通过微压发生源和进气件将气体输入管体内，使管体内复合磁芯靠近进气件一侧的气压发生改变，此时复合磁芯会在压力作用下朝向端盖所在的一侧移动，然后再利用霍尔元件输出电压，并通过电压便可以得出微压的大小；而通过将磁铁件设置为至少两个永磁铁，并使每个永磁铁的外壁与管体的内壁之间均设置磁性液体，实现了管体内部的多级密封，从而提高了磁性液体微压差传感器的的耐压性能，并增加了微压的量程范围，测量精度也更加稳定精准。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的一种磁性液体微压差传感器的结构示意图；

图2是本申请一实施例提出的一种磁性液体微压差传感器的磁铁件的结构示意图。

附图标记说明：1、管体；11、端盖；12、进气件；13、密封部；2、复合磁芯；21、磁铁件；211、第一永磁铁；212、第二永磁铁；22、连接架；23、分隔垫；3、磁性液体；4、霍尔元件；5、回复磁铁。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参照图1所示，为本申请实施例公开的一种磁性液体微压差传感器，该传感器包括管体1、复合磁芯2、磁性液体3、霍尔元件4和回复磁铁5。

具体地，参照图1所示，管体1整体为圆柱状，且管体1采用亚克力材质，使得管体1本身透明，测试人员可以更好地观测管体1内部复合磁芯2的移动情况。管体1的一端设置有端盖11，另一端设置有进气件12，进气件12与微压发生源连接。端盖11可以密封管体1，使管体1内部端盖11与复合磁芯2之间的位置具有密封气压P2；而利用微压发生源使气体流经进气件12进入管体1内部，使得管体1内部复合磁芯2靠近进气件12的一侧具有测试气压P1。

在P1大于P2时，复合磁芯2便会在压力的作用下朝向端盖11所在的一侧移动，而在P1小于P2时，复合磁芯2便会朝向进气件12所在的一侧移动，而利用复合磁芯2的移动再配合霍尔元件4便可以得出微压差的大小。

参照图1所示，复合磁芯2位于管体1内部，复合磁芯2包括两个磁铁件21，两个磁铁件21之间通过连接架22连接。具体地，磁铁件21包括至少两个永磁铁，每相邻的两个永磁铁之间设置有分隔垫23。磁性液体3位于磁铁件21中每个永磁铁的外侧壁与管体1的内壁之间，通过磁性液体3使得复合磁芯2可以在管体1内发生移动，而永磁铁可以吸附磁性液体3，从而使得磁性液体3始终位于永磁铁的外侧壁与管体1的内壁之间。

这样，由于分隔垫23将永磁铁分隔开来，再利用磁性液体3占据每个永磁铁的外壁与管体1内壁之间的空隙，从而实现了多级密封，避免了气体通过永磁铁与管体1之间的空隙流动，进而使得磁性液体微压差传感器的测量精度更高。

在具体应用时，磁性液体3可以选用机油基磁性液体，机油基磁性液体相对黏性较高，可以更好地使复合磁芯2在管体1内平稳移动。

参照图1所示，霍尔元件4粘接在管体1的外壁上，且霍尔元件4位于管体1的中间位置。在管体1内的复合磁芯2在两侧气压的作用下移动时，会导致霍尔元件4周围的磁感应强度发生变化，而霍尔元件4可以检测到磁场的变化进而输出工作电压，通过与未工作状态时霍尔元件4输出的基准电压相比，并进行相关计算，便可以得出复合磁芯2在两侧压力的微压差。在具体应用时，霍尔元件4可以选用型号为S49E的霍尔元件。

参照图1所示，回复磁铁5固定连接在端盖11上，且位于端盖11远离管体1的一面。回复磁铁5朝向相邻的磁铁件21的磁极与该磁铁件21朝向回复磁铁5的磁极相同，这样回复磁铁5便会对复合磁芯2产生斥力，在复合磁芯2朝向端盖11所在的位置移动后，便会在回复磁铁5的斥力作用下回到初始位置。

在利用该磁性液体微压差传感器对待检测的微压差进行检测时，通过微压发生源将气体输入管体1内部，使得管体1内部复合磁芯2两侧的气压产生变化，从而使得复合磁芯2在气压作用下发生移动，使得霍尔元件4周围的磁感应强度变化，进而使得霍尔元件4根据复合磁芯2的移动输出电压；而通过将磁铁件21设置为至少两个永磁铁，并使每个永磁铁的外壁与管体1的内壁之间均设置磁性液体3，实现了管体1内部的多级密封，从而提高了磁性液体微压差传感器的的耐压性能，并增加了微压的量程范围，测量精度也更加稳定精准。

在一种实施例中，磁铁件21包括第一永磁铁211和第二永磁铁212。

具体地，参照图2所示，第一永磁铁211和第二永磁铁212均为环形且厚度较薄的磁铁，且第一永磁铁211和第二永磁铁212的尺寸相同，第一永磁铁211和第二永磁铁212处于相互吸附状态，第一永磁铁211和第二永磁铁212的材质可以选用钕铁硼；分隔垫23位于第一永磁铁211和第二永磁铁212之间，分隔垫23为非导磁材料，如橡胶或塑料。磁性液体3位于第一永磁铁211的外壁(朝向管体1内壁的侧壁)与管体1的内壁、以及第二永磁铁212的外壁(朝向管体1内壁的侧壁)与管体1的内壁之间。

采用第一永磁铁211和第二永磁铁212结构的复合磁芯2的整体质量较轻，可以有效地提高磁性液体加速度传感器的灵敏度。

在一种实施例中，参照图1所示，端盖11上设置有密封部13。

具体地，端盖11与密封部13一体成型，且端盖11与密封部13均采用非导磁材料，如橡胶；密封部13的设置可以进一步增加管体1内部的气密性。

在一种实施例中，参照图1所示，进气件12包括进气管，进气管的一端位于管体1内，且进气管的外壁与管体1的内壁紧密贴合，进气管的另一端与微压发生源连接。

具体地，使进气管的一端设置在管体1内，并使进气管的外壁与管体1的内壁紧密贴合，可以进一步提高管体1内进气管所在位置的气密性，使得磁性液体微压差传感器的测量精度更高。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种磁性液体微压差传感器，其特征在于，包括：

管体，所述管体的一端设置有端盖，另一端设置有进气件，所述进气件与微压发生源连接；

复合磁芯，所述复合磁芯位于所述管体内；

所述复合磁芯包括两个磁铁件，两个所述磁铁件之间通过连接架连接；

其中，所述磁铁件包括至少两个永磁铁，每相邻的两个所述永磁铁之间设置有分隔垫，以使相邻的两个所述永磁铁之间形成间隙；

磁性液体，所述磁性液体位于所述磁铁件中每个所述永磁铁的外侧壁与管体的内壁之间；

霍尔元件，所述霍尔元件设置在所述管体的外壁上，且所述霍尔元件位于所述管体的中央位置；

回复磁铁，所述回复磁铁设置在所述端盖上，且所述回复磁铁朝向相邻的所述磁铁件的磁极与该磁铁件朝向所述回复磁铁的磁极相同。

2.根据权利要求1所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述磁铁件包括第一永磁铁和第二永磁铁，所述第一永磁铁与所述第二永磁铁的尺寸相同，所述分隔垫位于所述第一永磁铁和所述第二永磁铁之间，所述磁性液体位于所述第一永磁铁的外壁与所述管体的内壁、以及所述第二永磁铁的外壁与所述管体的内壁之间。

3.根据权利要求1所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述分隔垫的材质为橡胶或塑料。

4.根据权利要求1所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述磁性液体为机油基磁性液体。

5.根据权利要求2所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述第一永磁铁和所述第二永磁铁的材质均为钕铁硼。

6.根据权利要求1所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述端盖上设置有密封部，所述密封部位于所述管体内，且所述密封部的尺寸与所述管体的尺寸相适配。

7.根据权利要求6所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述端盖与所述密封部一体成型。

8.根据权利要求1所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述进气件包括进气管，所述进气管的一端位于所述管体内，且所述进气管的外壁与所述管体的内壁紧密贴合，所述进气管的另一端与所述微压发生源连接。

9.根据权利要求1所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述管体的材质为亚克力。

10.根据权利要求1所述的磁性液体微压差传感器，其特征在于：

所述霍尔元件的型号为S49E。

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