專利名稱：一種磁性液體表觀粘度測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種磁性液體表觀粘度測試儀，尤其適用于在磁場中對磁性液體的表觀粘度進(jìn)行測試。
背景技術(shù)：
磁性液體(磁流體)的表觀粘度是指在外磁場中磁性液體所表現(xiàn)出來的粘度。對于表觀粘度的測試，國外Mctague等最先用毛細(xì)管粘度計(jì)研究甲苯基鈷磁流體在外加磁場下的粘度，但毛細(xì)管粘度計(jì)只適用于濃度較稀磁流體粘度的測定，當(dāng)濃度較高或外加磁場很強(qiáng)時，磁場力的作用會超過重力作用的影響，使磁流體流動發(fā)生困難。因此，使用毛細(xì)管粘度計(jì)測量磁流體粘度僅具有理論意義而不具有實(shí)際價值；Deysakar等用一個具有非磁性軸的數(shù)字Brook-field粘度計(jì)及一個永久磁鐵研究了外加磁場對磁流體粘度的影響。在實(shí)驗(yàn)過程中，磁鐵置于樣品室旁邊，通過調(diào)節(jié)磁鐵與樣品室之間的距離來改變外加磁場的影響。顯然，其結(jié)果只能是定性的；日本的神山新一與北京航空航天大學(xué)的王之珊采用改進(jìn)的同心圓筒形回轉(zhuǎn)粘度計(jì)研究了磁流體粘度在磁場中的變化規(guī)律。外加磁場由電磁鐵提供，粘度計(jì)置于電磁鐵的兩極之間，用轉(zhuǎn)子有效作用范圍內(nèi)高度方向及圓周方向的磁場分布的平均值作為磁場強(qiáng)度。其優(yōu)點(diǎn)是可以控制多個參數(shù)的變化，不足之處則是電磁線圈體積過于龐大，而且為了克服電磁線圈發(fā)熱的影響，需要循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，體積龐大，因此系統(tǒng)復(fù)雜。與國外相比，國內(nèi)的研究則起步較晚，研究實(shí)力也相對較弱，目前國內(nèi)尚無專門的磁流體粘度測試儀器。北京理工大學(xué)的楊華等人率先進(jìn)行了此方面的嘗試，他們利用自行研制的旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)研究了外加磁場作用下磁流體粘度的變化規(guī)律，磁場由電磁鐵產(chǎn)生，但由于屏蔽不良，電磁場對儀器中的測試元件產(chǎn)生影響，以致測試結(jié)果明顯失真。為了推動國內(nèi)磁流體的研究與應(yīng)用，研制專門的磁流體粘度測試儀器具有十分重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測試效果好的磁性液體表觀粘度測試儀。
本實(shí)用新型一種磁性液體表觀粘度測試儀，它由一個內(nèi)設(shè)有可調(diào)永磁鐵定子的支撐架和一個設(shè)在該支撐架上、并插入可調(diào)永磁鐵定子中轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸、溫度測量裝置和非接觸式測速儀構(gòu)成，所述插入可調(diào)永磁鐵定子中轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸段上設(shè)有高導(dǎo)磁套，高導(dǎo)磁套與可調(diào)永磁鐵定子之間留有放置待測液體的間隙，并設(shè)有連通間隙的注液孔；可調(diào)永磁鐵定子上設(shè)有多個與溫度測量裝置相連的熱電偶；旋轉(zhuǎn)軸的上方連接有由調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)控制的恒力矩電機(jī)。
本實(shí)用新型一種磁性液體表觀粘度測試儀，所述的可調(diào)永久磁鐵定子由鑲嵌環(huán)、設(shè)在鑲嵌環(huán)兩端的上極靴和下極靴組成，鑲嵌環(huán)的圓環(huán)上間隔設(shè)有多個放置柱形永磁體的鑲嵌孔，鑲嵌環(huán)外圓壁上開有多個與熱電偶個數(shù)相同的徑向盲孔，各盲孔由淺到深直至貼近內(nèi)孔，成梯度螺旋分布，熱電偶的探頭置于鑲嵌環(huán)的盲孔中，設(shè)在鑲嵌環(huán)上的熱電偶至少為3個。所述的支撐架由底座和外罩組成，底座內(nèi)設(shè)有支撐套，支撐套上設(shè)有支撐板，外罩卡套在底座上，外罩內(nèi)設(shè)有固定旋轉(zhuǎn)軸的軸承；所述的溫度測量裝置由冰筒、放大電路、設(shè)在冰筒上的毫伏表組成。
本實(shí)用新型一種磁性液體表觀粘度測試儀，最適用于在磁場中對磁性液體的表觀粘度進(jìn)行測試，采用一個可調(diào)永磁鐵定子和一個帶有高導(dǎo)磁套的旋轉(zhuǎn)軸，配與溫度測量裝置和非接觸式測速儀，設(shè)置高導(dǎo)磁套與可調(diào)永磁鐵定子之間留有放置待測磁性液體的間隙，溫度測量裝置與可調(diào)永磁鐵定子上設(shè)有多個熱電偶相連，通過旋轉(zhuǎn)軸在可調(diào)永磁鐵定子中的轉(zhuǎn)動，用直流恒力矩電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化測量測試扭矩；用鑲嵌式永磁體控制測試時的外加磁場，待測磁性液體運(yùn)動部位的磁場方向垂直于流動剪切面，實(shí)現(xiàn)磁性流體在不同磁場下表觀粘度的測試，簡單易行且十分準(zhǔn)確，相對誤差可控制在1％以內(nèi)，其結(jié)構(gòu)簡單，測試效果好，在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本實(shí)用新型磁性液體表觀粘度測試儀結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1中可調(diào)永磁鐵局部放大結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型熱電偶分布圖。
圖中1-恒力矩電機(jī)，2-非接觸式測速儀，3-毫伏表，4-放大電路，5-冰筒，6-熱電偶，7-熱電偶，8-熱電偶，9-外罩，10-待測磁性液體，11-高導(dǎo)磁套，12-可調(diào)永久磁鐵定子，13-支撐套，14-底座，15-支撐板，16-旋轉(zhuǎn)軸，17-軸承，18-聯(lián)軸節(jié)，19-調(diào)節(jié)電路，20-注液孔，12-1-上極靴，12-2-鑲嵌環(huán)，12-3-永磁體，12-4-下極靴。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型一種磁性液體表觀粘度測試儀，它主要由可調(diào)永磁鐵定子12、旋轉(zhuǎn)軸16、支撐架、恒力矩電機(jī)1、非接觸式測速儀2、溫度測量裝置組成，可調(diào)永久磁鐵定子12由鑲嵌環(huán)12-2、設(shè)在鑲嵌環(huán)12-2兩端的上極靴12-1和下極靴12-4組成，鑲嵌環(huán)12-2的圓環(huán)上間隔設(shè)有多個放置柱形永磁體12-3鑲嵌孔，鑲嵌孔內(nèi)的永磁體12-3的塊數(shù)至少放置一塊，根據(jù)測試需要可任意放置多塊?？烧{(diào)永磁鐵定子12設(shè)在支撐架內(nèi)，支撐架由底座14和外罩9組成，底座14內(nèi)設(shè)有支撐套13，支撐套13固定可調(diào)永磁鐵定子12位置，支撐套13上設(shè)有支撐板15，外罩9卡套在底座14上，外罩9內(nèi)設(shè)有固定旋轉(zhuǎn)軸16的軸承17。旋轉(zhuǎn)軸16下部插入可調(diào)永磁鐵定子12中，插入可調(diào)永磁鐵定子12中轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸16段上設(shè)有高導(dǎo)磁套11，高導(dǎo)磁套11與可調(diào)永磁鐵定子12之間留有放置待測磁性液體的間隙10，間隙為0.1～1.5mm。可調(diào)永磁鐵定子12上設(shè)有3個與溫度測量裝置相連的熱電偶，并設(shè)有連通間隙10的注液孔20，3個熱電偶6、7、8設(shè)在可調(diào)永磁鐵定子12中的鑲嵌環(huán)12-2上，鑲嵌環(huán)12-2外圓壁上開有與熱電偶個數(shù)相同的3個徑向盲孔，3個盲孔由淺到深直至貼近內(nèi)孔，成梯度螺旋分布，3個熱電偶的探頭置于鑲嵌環(huán)12-2的盲孔中，3個熱電偶6、7、8連接由冰筒5、放大電路4、設(shè)在冰筒5上的毫伏表3組成的溫度測量裝置。旋轉(zhuǎn)軸16通過聯(lián)軸節(jié)18與恒力矩電機(jī)1連接為一體，恒力矩電機(jī)1由調(diào)節(jié)電路19調(diào)節(jié)控制。
工作時將支撐套13固定，通過注液孔20將待測磁流體注入間隙10內(nèi)，通過恒力矩電機(jī)1驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸16旋轉(zhuǎn)，固定在旋轉(zhuǎn)軸16上的高導(dǎo)磁套11隨之旋轉(zhuǎn)帶動待測磁流體作旋轉(zhuǎn)剪切運(yùn)動，磁流體作用在其表面的切應(yīng)力將形成剪切阻力矩，其大小和粘度有關(guān)，通過非接觸式測速儀測量力矩就可以確定該液體的粘度。
權(quán)利要求1.一種磁性液體表觀粘度測試儀，其特征在于它由一個內(nèi)設(shè)有可調(diào)永磁鐵定子(12)的支撐架和一個設(shè)在該支撐架上、并插入可調(diào)永磁鐵定子(12)中轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸(16)、溫度測量裝置和非接觸式測速儀構(gòu)成，所述插入可調(diào)永磁鐵定子(12)中轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸(16)段上設(shè)有高導(dǎo)磁套(11)，高導(dǎo)磁套(11)與可調(diào)永磁鐵定子(12)之間留有放置待測液體的間隙(10)；可調(diào)永磁鐵定子(12)上設(shè)有多個與溫度測量裝置相連的熱電偶(6)，并設(shè)有連通間隙(10)的注液孔(20)；旋轉(zhuǎn)軸(16)的上方連接有由調(diào)節(jié)電路(19)調(diào)節(jié)控制的恒力矩電機(jī)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性液體表觀粘度測試儀，其特征在于所述的可調(diào)永久磁鐵定子(12)由鑲嵌環(huán)(12-2)、設(shè)在鑲嵌環(huán)(12-2)兩端的上極靴(12-1)和下極靴(12-4)組成，鑲嵌環(huán)(12-2)的圓環(huán)上間隔設(shè)有多個放置柱形永磁體(12-3)的鑲嵌孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種磁性液體表觀粘度測試儀，其特征在于所述鑲嵌環(huán)(12-2)外圓壁上開有多個與熱電偶(6)個數(shù)相同的徑向盲孔，各盲孔由淺到深直至貼近內(nèi)孔，成梯度螺旋分布，熱電偶(6)的探頭置于鑲嵌環(huán)(12-2)的盲孔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性液體表觀粘度測試儀，其特征在于所述設(shè)在鑲嵌環(huán)(12-2)上的熱電偶(6)至少為3個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性液體表觀粘度測試儀，其特征在于所述的支撐架由底座(14)和外罩(9)組成，底座(14)內(nèi)設(shè)有支撐套(13)，支撐套(13)上設(shè)有支撐板(15)，外罩(9)卡套在底座(14)上，外罩(9)內(nèi)設(shè)有固定旋轉(zhuǎn)軸(16)的軸承(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性液體表觀粘度測試儀，其特征在于所述的溫度測量裝置由冰筒(5)、放大電路(4)、設(shè)在冰筒(5)上的毫伏表(3)組成。
專利摘要本實(shí)用新型一種磁性液體表觀粘度測試儀，最適用于在磁場中對磁性液體的表觀粘度進(jìn)行測試，它由一個內(nèi)設(shè)有可調(diào)永磁鐵定子的支撐架和一個設(shè)在該支撐架上、并插入可調(diào)永磁鐵定子中轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸、插入可調(diào)永磁鐵定子中轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸段上設(shè)有高導(dǎo)磁套，高導(dǎo)磁套與可調(diào)永磁鐵定子之間留有放置待測液體的間隙；可調(diào)永磁鐵定子上設(shè)有多個與溫度測量裝置相連的熱電偶，旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有直流恒力矩電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)磁性流體在不同磁場下表觀粘度的測試，簡單易行且十分準(zhǔn)確，相對誤差可控制在1％以內(nèi)，其結(jié)構(gòu)簡單，測試效果好，造價低廉，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號G01N11/10GK2802498SQ20052007356
公開日2006年8月2日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者楊志伊, 江松, 葉榮昌, 馬立田, 程玉生, 劉書進(jìn), 劉同岡, 王坤東, 鮑久圣 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)