JP2014511774A - 磁気粘性流体中の磁気粒子の密度を測定し且つ制御する方法及び装置。 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図6
Description
[00011] 送り出しシステムは、機械内のMR流体の寿命中、ノンストップで運転することを必要とする。固形分の沈積による、MR流体の性質の変化を避けるため、ポリシング間の中間期間であっても、研磨流体を連続的に循環させる必要がある。かかる連続的な循環の結果、送り出しシステムの構成要素の磨耗及び摩損が加速され、また、余分なエネルギを消費することにもなる。
(1)
ここで、NIは、コイルのマグネトモタンス(Nは巻線数、Iは電流)、下添字cはコイルを表し、sは試料を表わす。
He及びHsは磁界の強さ、
lc及びlsは相応する要素内の経路長さである。
(2)
ここで、Φ=磁束の強さ
Bc及びBsは磁気誘導
Ac及びAsはコイル10及び試料18のそれぞれ断面積である。
Hc=Bc/μo 及び Hs=Bs/μ
(3)
ここで、μoは真空の透磁率、μは試料18の透磁率であり、これらの3つの等式を組み合わせると、次式が得られる
NI=BcAc[lc/μoAc+ls/μAs]
(4)
[00029] このため、磁束は次の通りになる。
(5)
ここで、
lc/μoAc=Rc
及び
ls/μAs=Rs
これらは、コイル10及び試料18のそれぞれのリラクタンスである。
(6)
[00031] このため、コイルインダクタンスを測定すれば、試料リラクタンス、最終的に試料の透磁率を測ることが可能となる。
(7)
[00033] コイル10に印加された、交流電圧を含む、システムの全てのパラメータが一定に保たれたとき、コイル10を保持するセンサ22の表面20と接触するMR流体中の磁気粒子の密度が少しでも変化すれば、コイルインダクタンスに対応する変化が生じる。
(8)
ここで、ωは、交流電流の周波数である。
(9)
ここで、k1,k2は、システムの幾何学的形態及びシステムの電気的パラメータに依存する幾つかの一定のパラメータである。センサの出力信号の大きさは、コイルの巻数及び幾何学的形態、発振器の周波数及び電圧、構成要素のインピーダンス等のような、種々のシステムのパラメータを(予め)設定することにより調整することができる。
(10)
ここで、a、bは、較正により規定された定数である。
Claims (8)
- 磁気粘性流体(magnetorheological fluid)中の磁気粒子の密度を感知するセンサシステムにおいて、
(a) 磁気粘性流体と、
(b) 第一のワイヤーコイルと、
(c) 電気回路にて前記ワイヤーコイルに取り付けられた交流電圧発生器とを備え、前記発生器が励起されたとき、前記第一のワイヤーコイル内にて且つその回りにて磁束界が形成されるようにし、
前記磁束界は、前記第一のワイヤーコイルの端部を超えて伸びる第一及び第二の縁取り界(fringing field)を含み、
前記第一及び第二の縁取り界の何れかであるが、その双方ではないものが、前記磁気粘性流体を通って伸びるとき、前記回路のインピーダンスは、磁気粒子の前記密度に比例する、センサシステム。 - 請求項1に記載のセンサシステムにおいて、
前記発生器と接続され且つ前記第一のワイヤーコイルと同一であり、また、前記磁気粘性流体の外側に縁取り界を有する第二のワイヤーコイルを更に備える、センサシステム。 - 請求項2に記載のセンサシステムにおいて、
(a) 前記感知コイル及び前記基準コイルと接続された復調器と、
(b) 計算した量の補給流体を前記磁気粘性流体に追加する制御可能な分与装置と、
(c) 前記復調器と接続され、信号を前記制御可能な分与装置に送るフィードバックコントローラと、を更に備えるセンサシステム。 - 担体ホイールを有する磁気粘性仕上げシステムにて使用される一体型の流体管理モジュールにおいて、
(a) 磁気遮蔽したチャンバを有するハウジングであって、前記チャンバは前記担体ホイールの表面に対する開口部を有する、前記ハウジングと、
(b) 前記チャンバ内にて使用済みの磁気粘性流体を受入れ且つ補給する装置と、
(c) 補給した磁気粘性流体のリボンを前記チャンバから前記ホイールの表面に押し出し得るよう前記ハウジングに取り付けられたリボン押出し成形機とを備え、
前記補給装置は、
(i) 前記受け入れた磁気流体中の磁気粒子の密度を測るセンサシステムと、
(ii) 計算した量の補給流体を前記受け入れた磁気流体に追加する制御可能な分与装置とを備える、一体型の流体管理モジュール。 - 請求項4に記載のモジュールにおいて、
前記センサは、
(a) 感知コイルと、
(b) 基準コイルと、
(c) 前記感知コイル及び前記基準コイルと接続された交流電圧発生器と、
(d) 前記感知コイル及び前記基準コイルと接続された復調器と、
(e) 前記復調器と接続され、信号を前記制御可能な分与装置に送るフィードバックコントローラとを備える、モジュール。 - 請求項4に記載のモジュールにおいて、
前記制御可能な分与装置は、
(a) 補給した流体の供給源と、
(b) 前記供給源と接続されたポンプと、
(c) 前記計算した量の補給流体を前記磁気粘性流体内に追加し得るよう前記ポンプと接続された装置と、を備える、モジュール。 - 磁気粘性流体中の粒子の目標密度を維持する方法において、
(a) ワイヤーコイルを前記磁気粘性流体に隣接して配置するステップと、
(b) 前記ワイヤーコイルに交流電圧を流し、前記磁気粘性流体中の前記ワイヤーコイルの一端を超えるフリンジング磁界を誘発させるステップと、
(c) 前記ワイヤー感知コイルに形成されるインピーダンスを測るステップと、
(d) 前記形成されるインピーダンスを記磁気粘性流体と離れて基準コイルに形成されるインピーダンスと比較し、両者間のインピーダンスの差を測るステップと、
(e) 前記インピーダンスの差から前記磁気粘性流体の磁気粒子の密度を推測し得るようアルゴリズムを適用するステップと、
(f) 磁気粒子の目標の密度となるように前記磁気粘性流体を稀釈し得るよう前記磁気粘性流体に追加する必要のある補給流体の量を計算するステップと、
(g) 前記計算した量を前記磁気粘性流体中に分与するステップと、を備える、方法。 - 請求項7に記載の方法において、
前記アルゴリズムは、磁気粒子の密度の関数として出力信号の少なくとも較正データを含む、方法。
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