一種復(fù)合磁芯的磁性液體微壓差傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于磁性液體微壓差傳感器，特別適用于微壓差測量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前磁性液體微壓差傳感器在我國的研究尚處于實(shí)驗(yàn)階段，原理如下:U型有機(jī)玻璃管內(nèi)部裝有磁性液體，兩臂纏繞線圈并通入交流電，與外部電路電阻構(gòu)成電橋電路，有壓差作用時U型的兩個管臂液面產(chǎn)生高度差A(yù)h，進(jìn)而線圈電感L發(fā)生變化，電橋平衡被破壞，通過外部電路測得的電壓變化進(jìn)而求得壓差變化。
[0003]磁性液體微壓差傳感器多采用U型管設(shè)計，向其內(nèi)注入磁性液體，由于磁性液體的相對磁導(dǎo)率較低，為1.2左右(空氣的相對磁導(dǎo)率是I)，所以輸出的電壓信號較弱，需要接入信號放大電路。U型管中注入大量的磁性液體，如專利CN103162896，會使其成本增加，另一方面，U型管的形狀固定，無法靈活改變U型管兩口距離，進(jìn)而靈活改變體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為針對當(dāng)前在微壓測量領(lǐng)域存在的原有磁性液體微壓差傳感器信號弱、輸入氣體口的距離不能靈活改變、體積固定的問題，提供一種復(fù)合磁芯的磁性液體微壓差傳感器。該傳感器通過將磁性液體換成兩個復(fù)合磁芯，增強(qiáng)輸出電壓信號，同時用一軟管將兩個有機(jī)玻璃管相連，使兩個進(jìn)氣口的距離可調(diào)，同時可以使其體積可調(diào)。本發(fā)明可測量豎直方向的氣壓差，輸出電信號更明顯。另外，測量氣壓差兩端口的距離靈活可調(diào)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]—種復(fù)合磁芯的磁性液體微壓差傳感器，包括傳感器主體和電橋電路部分；
[0007]其中，所述的傳感器主體包括相同的兩部分，每一部分包括有機(jī)玻璃管、橡膠塞、線圈、環(huán)形永磁體、復(fù)合磁芯和磁性液體;其中，有機(jī)玻璃管包括粗徑部分和細(xì)徑部分;上部的粗徑部分的頂端塞有橡膠塞，中部內(nèi)側(cè)為復(fù)合磁芯，下端外側(cè)纏繞有線圈；復(fù)合磁芯的兩端飽和吸附有磁性液體;下部的細(xì)徑部分套有環(huán)形永磁體;細(xì)徑部分底端連接有軟管，軟管將傳感器主體的兩部分連通；
[0008]所述的復(fù)合磁芯包括磁芯、第一永磁體和第二永磁體:其中，磁芯位于復(fù)合磁芯的中部，第一永磁體和第二永磁體分別吸附在磁芯的兩端，且第一永磁體和第二永磁體異名端相對；
[0009]第一永磁體和第二永磁體完全相同；磁芯的長度是第一永磁體長度的15?20倍；
[0010]磁芯的直徑比有機(jī)玻璃管的直徑小0.8?1.2mm。
[0011 ]第一永磁體的直徑大于/等于磁芯的直徑，且小于有機(jī)玻璃管粗徑部分的內(nèi)徑；
[0012]復(fù)合磁芯的長度為有機(jī)玻璃管粗徑部分長度的45?55%;
[0013]線圈的纏繞高度為有機(jī)玻璃管粗徑部分長度22?27%;
[0014]所述的電橋電路部包括傳感器主體的兩個線圈、第一定值電阻Rl和第二定值電阻R2;第一定值電阻Rl和第二定值電阻R2的電阻值相等；
[0015]其中，傳感器主體部分的兩個線圈分別和等值的第一定值電阻Rl、第二定值電阻R2串聯(lián)后，并聯(lián)在交流電源U的兩端，另一組對角節(jié)點(diǎn)上分別與測量儀器的兩端連接，構(gòu)成電橋電路。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明提出了一種新的復(fù)合磁芯磁性液體微壓差傳感器結(jié)構(gòu)，可測量豎直方向的氣壓差，輸出電信號更明顯。測量氣壓差兩端口的距離靈活可調(diào)，進(jìn)而使微壓差傳感器的體積可調(diào)。另外，本發(fā)明僅在復(fù)合磁芯的局部飽和吸附少量磁性液體，不需要在有機(jī)玻璃管中注滿磁性液體，可顯著降低成本。
[0018]輸出信號更明顯，是和U型管中注入磁性液體相比的，磁性液體的相對磁導(dǎo)率大約是1.2，而空氣的相對磁導(dǎo)率是1，所以用磁性液體做磁芯時，由于液面高低變化引起的兩臂上線圈的電感值的變化并不明顯，進(jìn)而輸出的差動電壓會很小，因此需要接入電壓信號放大電路;而采用復(fù)合磁芯時，由于復(fù)合磁芯的相對磁導(dǎo)率較大(大約為2400)，所以復(fù)合磁芯的移動會使線圈的電感值變化明顯，進(jìn)而輸出的差動電壓數(shù)值較大，是不需要接入電壓信號放大電路的。
【附圖說明】
[0019]圖1為一種復(fù)合磁芯的磁性液體微壓差傳感器示意圖。
[0020]圖中:有機(jī)玻璃管1、橡膠塞2、線圈3、環(huán)形永磁體4、磁芯5、第一永磁體6、第二永磁體7、磁性液體8、橡膠軟管9。
[0021 ] 圖2為電橋電路不意圖。
[0022]圖中:第一定值電阻Rl、第二定值電阻R2、交流電源U和電壓表V。
[0023]圖3為磁性液體微壓差傳感器的輸出電壓與微壓差值關(guān)系。
具體實(shí)施方案
[0024]以附圖為【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0025]本發(fā)明所述的一種復(fù)合磁芯的磁性液體微壓差傳感器如圖1所示，包括傳感器主體和電橋電路部分；
[0026]其中，所述的傳感器主體包括相同的兩部分，每一部分包括有機(jī)玻璃管1、橡膠塞
2、線圈3、環(huán)形永磁體4、復(fù)合磁芯和磁性液體8;其中，有機(jī)玻璃管I包括粗徑部分和細(xì)徑部分;上部的粗徑部分的頂端塞有橡膠塞2，中部內(nèi)側(cè)為復(fù)合磁芯，下端外側(cè)纏繞有線圈3;復(fù)合磁芯的兩端飽和吸附有磁性液體8(磁性液體8使復(fù)合磁芯在有機(jī)玻璃管I內(nèi)懸浮，并能根據(jù)外部氣體壓力上下位移)；下部的細(xì)徑部分套有環(huán)形永磁體4;(環(huán)形永磁體4的內(nèi)徑與細(xì)徑部分的外徑匹配，使二者緊密貼合)，細(xì)徑部分底端連接有軟管9，軟管9將傳感器主體的兩部分連通；
[0027]所述的復(fù)合磁芯包括磁芯5、第一永磁體6和第二永磁體7:其中，磁芯5位于復(fù)合磁芯的中部，第一永磁體6和第二永磁體7分別吸附在磁芯5的兩端，且第一永磁體6和第二永磁體7異名端相對;環(huán)形永磁體4與永磁體7同名端相對；
[0028]第一永磁體6和第二永磁體7完全相同；磁芯5的長度是第一永磁體6長度的15?20倍；
[0029]磁芯5的直徑比有機(jī)玻璃管的直徑小0.8?1.2mm。
[0030]第一永磁體6的直徑大于/等于磁芯5的直徑，且小于有機(jī)玻璃管I粗徑部分的內(nèi)徑；
[0031]復(fù)合磁芯的長度大約為有機(jī)玻璃管粗徑部分長度的45?55%;
[0032]線圈3的纏繞高度(纏繞時所占有機(jī)玻璃管的長度)為有機(jī)玻璃管粗徑部分長度22?27% ；
[0033]其制作方法為:首先將高強(qiáng)度漆包銅線均勻、等匝數(shù)、對稱地纏繞在有機(jī)玻璃管I粗徑部分的下端(細(xì)徑部分的上側(cè))，構(gòu)成線圈3;然后將第一永磁體6和第二永磁體7分別吸附在磁芯5的兩端，保證第一永磁體6和第二永磁體7異名端相對，第一第二永磁體和磁芯5共同構(gòu)成復(fù)合磁芯;將磁性液體8分別注入第一永磁體6和第二永磁體7的端部，構(gòu)成兩個密封環(huán);將吸附有磁性液體8的復(fù)合磁芯分別放入有機(jī)玻璃管I