[发明专利]磁流变液悬浮稳定性能测试方法及其测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试方法及其测试仪器，具体涉及一种磁流变液悬浮稳定性能测试方法及其测试仪。

背景技术

磁流变液作为一种性能优良的智能材料，一直受到人们的广泛关注。磁流变液一般是由微米级软磁颗粒(通常为羰基铁粉)、载体液和功能添加剂混合而成。目前，磁流变液已应用于抛光工艺、建筑、汽车、军事、航天航空等领域。

由于磁流变液中分散相与连续相之间悬殊的密度差，导致磁流变液产生沉降，从而磁流变液的沉降严重影响其性能，故对磁流变液悬浮稳定性能的评价显得尤其重要。

评价磁流变液的悬浮稳定性通常是检测其沉降速率，一般是泥线(即沉降分层线)目视观测法。该法只限于对上清液区进行监测，计算其在一定时间内占磁流变液总高的比值和泥线下移的速率，以此作为磁流变液悬浮稳定性的评价指标。显然，这种方法明显忽略了上清液区以下的区域，尤其是发生积聚的底部区域。

中国专利“2004200638777”将盛放磁流变液的容器放置于一个移动磁场内来进行测试，该移动磁场会干扰铁磁颗粒本身的沉降过程，因此所测结果具有不稳定性。中国专利“201110003447.0”采用X射线发光系统与成像系统来分析并得到容器中磁性颗粒浓度的分布情况，但是X光发射系统昂贵且使用时存在着人身安全问题。中国专利“201510101330.4”采用手动滑动标尺的方法测量磁流变液沉降分层线的沉降速率，其操作较繁琐，且手工操作会给测量带来误差，使测量结果不精确。中国专利“201410298389.2”采用电感扫描技术对盛装磁流变液的试管进行扫描，利用螺线管传感器嵌套在试管外部，根据螺线管传感器电感值与磁流变液浓度正相关的原理确定某处磁流变液的浓度，然而电感传感器在测量时会产生一定的磁场，干扰试管中磁流变液颗粒的沉降运动，并且电感传感器具有磁通侧漏效应，电感传感器纵向尺寸较大(导致精度不高)，这些都会产生较大的测量误差。

综上分析，有必要提出一种新型的测试与分析磁流变液悬浮稳定性的方法及装置，通过测定沉降速率来评价磁流变液的悬浮稳定性能，并提高测量精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种全自动全尺度可扫描测量亦可定点测量的磁流变液悬浮稳定性能测试方法及其测试仪，具有降低成本、无危害并且可以精确定量测量等特点。

本发明提供的磁流变液悬浮稳定性能测试方法，利用电容传感器测定磁流变液的沉降速率；

进一步，所述沉降速率包括一定时间内磁流变液的沉降速率和磁流变液沉降一定位移的沉降速率；

进一步，利用电容传感器扫描测量磁流变液，得到不同时刻磁流变液的电容－高度曲线，进而得到一定时间内磁流变液的沉降位移，通过计算得到这段时间内磁流变液的沉降速率；

进一步，测定一定时间内磁流变液的沉降速率包括如下步骤：

a、利用电容传感器扫描测量磁流变液，得到t_a和t_b时刻磁流变液的电容－高度曲线(t_b＞t_a)；

b、在两条曲线上分别找到电容值急剧下降的拐点处(即沉降分层线)所对应的高度h_a，h_b，进而得到t_a至t_b这段时间内磁流变液沉降分层线的沉降位移为(h_a–h_b)；

c、计算得到t_a至t_b这段时间内磁流变液沉降分层线的沉降速率：v_t＝(h_a–h_b)/(t_b－t_a)，即t_a至t_b这段时间内磁流变液的沉降速率；

进一步，利用电容传感器定点测量待测高度的磁流变液，得到该高度处磁流变液的电容－时间曲线，进而得到磁流变液沉降分层线由初始高度降至该高度所需的沉降时间，通过计算得到磁流变液沉降分层线由初始高度降至该高度这段位移的沉降速率，即磁流变液由初始高度降至待测高度这段位移的沉降速率；

进一步，测定磁流变液沉降一定位移的沉降速率包括如下步骤：

a、测得磁流变液沉降分层线初始高度h_Ⅰ；