專利名稱：一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁性液體微壓差傳感器的輔助裝置，特別適用于磁性液體微壓差測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前磁性液體微壓差傳感器在我國的研究尚處于實驗階段，原理如下:U型玻璃管內(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型玻璃管兩臂液面產(chǎn)生高度差A(yù)h，進而線圈電感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而求得壓差變化。由于磁性液體微壓差傳感器的U型玻璃管一側(cè)與大氣相連通，因此當(dāng)壓力源P —側(cè)加壓時，如果P超過臨界值，則會造成磁性液體從U型玻璃管與大氣相連通的一側(cè)溢出，造成環(huán)境污染和測量結(jié)果失真。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:在磁性液體微壓測量領(lǐng)域，磁性液體微壓差傳感器中磁性液體溢出的問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案:一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，該裝置包括:高強度漆包銅線圈LI和L2、滑動變阻器Rl和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)；磁性液體微壓差傳感器由如下裝置構(gòu)成:高強度漆包銅線均勻、對稱、等匝數(shù)的纏繞在U型玻璃管的兩臂上，構(gòu)成左臂線圈和右臂線圈，向U型玻璃管內(nèi)注入磁性液體，橡膠塞塞在U型有機玻璃管的左臂上開口內(nèi)，U型玻璃管左臂的側(cè)開口端經(jīng)三通與壓力源和壓力表連接，左臂線圈和右臂線圈分別和等值定值電阻串聯(lián)后，并聯(lián)在交流電源Utl的兩端，和定值電阻構(gòu)成電橋電路；磁性液體微壓差傳感器原理如下:當(dāng)U型玻璃管兩側(cè)不存在壓差時，U型玻璃管內(nèi)兩臂磁性液體液面相平，兩臂電感相同，輸出電壓信號為零。當(dāng)U型玻璃管的一側(cè)存在微壓作用時，磁性液體在管內(nèi)流動，兩臂電感出現(xiàn)差值，電橋平衡被破壞，通過測量輸出的電壓信號值可以求得壓強的變化；磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置原理如下:將高強度漆包銅線均勻、等匝數(shù)的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型玻璃管的右臂上部，構(gòu)成線圈LI和L2，兩線圈間距離10mm，線圈LI和L2分別和等值滑動變阻器Rl、R2串聯(lián)后，并聯(lián)在交流電源U的兩端，與兩個等值滑動變阻器構(gòu)成電橋電路；當(dāng)施加壓強P未超過臨界值時，磁性液體不會進入線圈LI和L2中，兩線圈與滑動變阻器Rl和R2所構(gòu)成的電橋電路平衡，不產(chǎn)生電壓信號；當(dāng)壓強P超過臨界值時，磁性液體會進入線圈LI中，此時電橋電路不再平衡，產(chǎn)生電壓信號，輸出的電壓信號經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，輸入給8031單片機，8031單片機控制電機旋轉(zhuǎn)帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，橡膠塞從U型玻璃管左臂上開口移走，這樣U型玻璃管左臂與右臂均與大氣連通，使得U型玻璃管兩臂液面重新回到平衡位置，0.5s后8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)反向運動，橡膠塞重新塞入U型管左臂上開口。本發(fā)明的有益效果:在防溢出裝置的作用下，當(dāng)外界施加的壓強P超過臨界值時，壓強P —側(cè)能夠迅速與大氣聯(lián)通，使得U型玻璃管兩臂液面重新回到平衡位置，避免了因U型玻璃管內(nèi)磁性液體的溢出而造成的環(huán)境污染和測量結(jié)果失真。


圖1 一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置。圖中:高強度漆包銅線圈1-1和1-2，蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)2。圖2防溢出裝置電橋電路示意圖。圖中:滑動變阻器Rl和R2、交流電源U和電壓表V。圖3防溢出裝置工作原理圖。
具體實施例方式以附圖為具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明:一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，如圖1、2、3所示。該裝置包括:高強度漆包銅線圈1-1 (LI)和1-2 (L2)、等值滑動變阻器Rl和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)2 ；高強度漆包銅線均勻、等匝數(shù)的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型玻璃管的右臂上部，構(gòu)成線圈1-1和1-2,兩線圈間距離IOmm ；線圈1-1和1-2分別和等值滑動變阻器R1、R2串聯(lián)后，并聯(lián)在交流電源U的兩端，與兩個等值滑動變阻器構(gòu)成電橋電路；當(dāng)外界施加壓強超過臨界值時，磁性液體微壓差傳感器中的磁性液體進入到線圈
1-1中，此時線圈1-1與線圈1-2中的電感不再相同，電橋電路不再平衡，產(chǎn)生電壓信號，將電橋電路輸出的電壓信號輸入到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，如圖3所不,將A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號經(jīng)8031單片機控制電機轉(zhuǎn)動，帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)2向上移動，使橡膠塞移出U型玻璃管左臂上開口，此時U型玻璃管左右兩臂均與大氣聯(lián)通，U型玻璃管內(nèi)液面重新回到平衡位置，0.5s后8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)反向運動，橡膠塞重新塞入U型玻璃管左臂上開口；高強度漆包銅線圈1-1和1-2的材料選用銅線，因為銅線的電阻率P。較小，產(chǎn)生的熱損耗少。使用實例:常溫下取高強度漆包銅線圈1-1和1-2直徑0.1mm,匝數(shù)分別為150匝，如圖1所示纏繞在磁性液體微壓差傳感器右臂上部，所通電流為0.1A，電壓6V，頻率160KHz ;如圖2所示連接好電橋電路后，將電橋電路輸出的電壓信號輸入到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，如圖3所示，將A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號經(jīng)8031單片機控制電機轉(zhuǎn)動，帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)2向上移動，使橡膠塞移出U型玻璃管左臂上開口，U型玻璃管內(nèi)液面重新回到平衡位置，0.5s后8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)反向運動，橡膠塞重新塞入U型管左臂上開口。通過磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，有效的避免了由于壓強超出臨界值時因磁性液體溢出而造成的環(huán)境污染和測量結(jié)果失真。
權(quán)利要求
1.一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，該裝置包括:高強度漆包銅線圈LI(1-1)和L2 (1-2)、滑動變阻器Rl和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)(2)； 高強度漆包銅線均勻、等匝數(shù)的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型有機玻璃管的右臂上部，構(gòu)成線圈(1-1)和(1-2)，線圈間距10mm，線圈(1-1)和(1-2)分別和等值滑動變阻器Rl、R2串聯(lián)后，并聯(lián)在交流電源U的兩端，和兩個等值滑動變阻器構(gòu)成電橋電路，將電橋電路的輸出端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器經(jīng)8031單片機與電機相連，電機帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)運動。
其特征是: 線圈(1-1)、(1-2)和滑動變阻器R1、R2所構(gòu)成的電橋電路輸出的電壓信號輸入到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號經(jīng)8031單片機控制電機轉(zhuǎn)動，帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)(2)向上移動，使橡膠塞移出U型玻璃管左臂上開口，這樣U型玻璃管左臂與右臂均與大氣連通，U型玻璃管內(nèi)液面重新回到平衡位置，0.5s后8031單片機控制電機帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)反向運動，橡膠塞重新塞入U型玻璃管左臂上開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，其特征是: 所述的交流電源U頻率為160kHz 180kHz，峰值為5V 7V。
全文摘要
一種磁性液體微壓差傳感器的防溢出裝置，屬于磁性液體微壓差傳感器的輔助裝置，適用于磁性液體微壓差測量。解決了由于壓強超出臨界值時因磁性液體溢出而造成的環(huán)境污染和測量結(jié)果失真的問題。該裝置包括高強度漆包銅線圈L1(1-1)和L2(1-2)、滑動變阻器R1和R2、交流電源U、電壓表V、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、8031單片機、電機和蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)(2)。高強度漆包銅線均勻、等匝數(shù)的纏繞在磁性液體微壓差傳感器U型有機玻璃管的右臂上部，構(gòu)成線圈分別和等值滑動變阻器R1、R2串聯(lián)后，并聯(lián)在交流電源U的兩端，電橋電路輸出的電壓信號經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器后由8031單片機控制電機轉(zhuǎn)動，帶動蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)向上移動，使橡膠塞移出U型管， U型管內(nèi)液面重新回到平衡位置。
文檔編號G01L19/00GK103196621SQ20131008108
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者謝君, 李德才 申請人:北京交通大學(xué)