[发明专利]一种基于各向异性磁流变弹性体的磁场强度测量装置

说明书

本发明涉及一种基于各向异性磁流变弹性体的磁场强度测量装置。装置是由上端盖、位移传感器、环形外壳、各向异性磁流变弹性体、硬硅胶填料、软聚氨酯填料、下端盖、螺栓组成。所述上端盖、环形外壳、下端盖通过螺栓连接形成一个封闭空间，所述各向异性磁流变弹性体在外加磁场强度为300Mt环境下制作而成，其铁磁性颗粒的体积分数为10％，聚氨酯基质的体积分数为90％，无任何添加剂，其链状取向为一段弧形，所述上端盖、下端盖开有凹槽，其槽壁取向平行于链取向，各向异性磁流变弹性体两端通过软聚氨酯填料分别固定在两凹槽，将封闭空间分为两个腔室，左边腔室充满硬硅胶填料，右边腔室各向异性磁流变弹性体端中间部位安装位移传感器。

技术领域

本发明涉及一种磁场强度测量装置，尤其是涉及一种基于各向异性磁流变弹性体的磁场强度测量装置。

背景技术

随着人们对磁场以及有关磁场方面的研究越来越深入，磁场强度测量仪已经成为人们在科研中不可或缺的一部分，同时人们对磁场强度测量仪这个通用工具的要求越来越高。正因为如此，现今市面上充斥着各种各样的、原理不同的磁场强度测量仪。用的比较普遍，仪器比较成熟的就是高斯计，它采用流行的单片微处理器技术和高分辨率、高线性的霍尔效应器件，广泛应用于各种磁性器件的表面场测试，此外还有许多其他类型的磁场强度测量仪器，但从原理上讲都是大同小异的。事实上，随着研究人员对新型材料的日益深入研究，高磁化饱和材料(超过1000mT)的出现，因此在对这些高磁化饱和材料的电磁特性研究方面需要引入测量范围更大的磁场强度测量仪器方能满足目前科研需求。

但是目前大多数磁场测景装置都存在若干缺点：例如，量程范围比较小：0-200mT毫特斯拉，被测磁场的环境温度范围比较窄：5℃-40℃，相对湿度需要在20％-80％(无凝露)之间方可准确测量。

发明内容

为解决以上所述问题，本发明提供一台量程范围大、工作环境温度范围宽、测量精度高，从而能在较宽环境差工作的磁场强度测量装置。

为了有效的解决磁场强度测量装置的如上所述的不足，本发明是按如下方式来实现的：该装置是由上端盖，位移传感器，环形外壳，各向异性磁流变弹性体，硬硅胶填料，软聚氨酯填料，下端盖，螺栓组成。上端盖、环形外壳、下端盖通过螺栓连接形成一个封闭空间，各向异性磁流变弹性体在外加磁场强度为300Mt环境下制作而成，其铁磁性颗粒的体积分数为10％，聚氨酯基质的体积分数为90％，无任何添加剂，其链状取向为一段弧形，上端盖、下端盖开有凹槽，其槽壁取向平行于链取向，各向异性磁流变弹性体两端通过软聚氨酯填料分别固定在两凹槽，将封闭空间分为两个腔室，左边腔室充满硬硅胶填料，右边腔室各向异性磁流变弹性体端中间部位安装位移传感器。

本发明所述的一种基于各向异性磁流变弹性体的磁场强度测量装置的积极效果在于：改变原来的利用霍尔效应来测量磁场强度的原理，利用链取向为弧形结构的各向异性磁流变弹性体在磁场作用下其链取向会朝着磁场方向运动，从而使原先弧取向的链结构带动整个各向异性磁流变弹性体发生微小位移，该位移由安装在各向异性磁流变弹性体中间部位的位移传感器感知，进而根据磁场强度与位移的对应关系得出外加磁场强度。由于各向异性磁流变弹性体是一种特殊的磁流变材料，因此也具有磁流变材料的一般特性，如工作温度范围可达到-40℃-150℃，使得测量仪的工作温度范围大大提高。

附图说明

图1为本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的磁场强度测量装置的结构原理图。

图2为本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的磁场强度测量装置的磁场强度与位移的对应关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

在图1中，本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的磁场强度测量装置，该装置是由上端盖1、位移传感器3、环形外壳4、各向异性磁流变弹性体5、硬硅胶填料6、软聚氨酯填料9、下端盖10、螺栓11组成。