[发明专利]二维磁性流体加速度传感器

权利要求书

1、一种二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，包括：非磁性腔体、垂直质量块、水平质量块、检测装置与磁性流体，其中：

非磁性腔体：由非磁性材料构成的密闭容器；

垂直质量块：沿竖直方向设于非磁性腔体中部，上下两端面与非磁性腔体的接触面间设有检测装置，并在垂直质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；

水平质量块：沿水平方向设于非磁性腔体中部，左右两端面与非磁性腔体的接触面间设有检测装置，并在水平质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；

且在非磁性腔体与垂直质量块和水平质量块形成的空腔中充满磁性流体；

检测装置：用于检测垂直质量块和水平质量块与非磁性腔体之间压力的变化，输出加速度检测结果信号。

2、根据权利要求1所述的二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，还包括磁场控制装置，用于改变磁性流体的粘度，控制垂直质量块和水平质量块轴向的位移量，具体包括：

励磁线圈：缠绕于非磁性腔体的外部，通过输入电流产生均匀磁场，改变磁性流体的粘度，控制垂直质量块和水平质量块轴向的位移量。

3、根据权利要求2所述的二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，还包括检测控制装置，用于根据检测装置输出的加速度检测结果信号，控制励磁线圈的输入电流，从而控制励磁线圈的内部磁场。

4、根据权利要求1或2所述的二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的检测装置包括一块压电片组成的压电元件；或者，所述的检测装置包括多块压电片通过串连方式或者并联方式组成的压电元件；

压电元件设于垂直质量块和水平质量块与非磁性腔体之间，用于检测垂直质量块和水平质量块的位移量变化，输出可供后续检测电路检测的信号。

5、根据权利要求1或2所述的二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的垂直质量块或水平质量块以高比重材料制成；且所述的垂直质量块或水平质量块是圆柱体或棱柱体，且在垂直质量块或水平质量块周向设置有多道凹槽或叶片，用于增加与磁性流体的有效接触面积。

6、根据权利要求5所述的二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的垂直质量块中部设有水平方向的水平通孔，水平质量块从水平通孔中穿过；或者，

所述的水平质量块中部设有竖直方向的垂直通孔，垂直质量块从垂直通孔中穿过。

7、根据权利要求1或2所述的二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的非磁性腔体包括非磁性内筒与非磁性压盖，其中：

所述的非磁性内筒轴线竖直设置，且一端开口，开口处通过螺钉固定安装一个轴向非磁性压盖压紧垂直质量块，并且在非磁性内筒的侧壁上设有一开孔，在开孔处通过螺钉固定安装一个侧向非磁性压盖压紧水平质量块，组成非磁性腔体；并在垂直质量块、检测装置与非磁性腔体之间以及水平质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；

或者，

所述的非磁性内筒轴线水平设置，且一端开口，开口处通过螺钉固定安装一个轴向非磁性压盖压紧水平质量块，并且在非磁性内筒的侧壁上设有一开孔，在开孔处通过螺钉固定安装一个侧向非磁性压盖压紧垂直质量块，组成非磁性腔体；并在垂直质量块、检测装置与非磁性腔体之间以及水平质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；

或者，

所述的非磁性内筒轴线竖直设置，且两端开口，两端分别通过螺钉固定安装一个轴向非磁性压盖压紧垂直质量块，并且在非磁性内筒的侧壁上设有一开孔，在开孔处通过螺钉固定安装一个侧向非磁性压盖压紧水平质量块，组成非磁性腔体；并在垂直质量块、检测装置与非磁性腔体之间以及水平质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；

或者，

所述的非磁性内筒轴线水平设置，且两端开口，两端分别通过螺钉固定安装一个轴向非磁性压盖压紧水平质量块，并且在非磁性内筒的侧壁上设有一开孔，在开孔处通过螺钉固定安装一个侧向非磁性压盖压紧垂直质量块，组成非磁性腔体；并在垂直质量块、检测装置与非磁性腔体之间以及水平质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力。

8、根据权利要求7所述的二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的非磁性腔体为圆柱体或棱柱体，外壁沿轴向方向设置有周向凹槽，用于安装励磁线圈。