[实用新型]内置距离传感器进行位移检测的集成型磁流变阻尼器

说明书

本实用新型公开了一种内置距离传感器进行位移检测的集成型磁流变阻尼器，主要由活塞杆、防尘罩、电容式距离传感器Ⅰ、电容式距离传感器Ⅱ、阻尼器缸筒、活塞头、励磁线圈及端盖等组成。电容式距离传感器Ⅰ与电容式距离传感器Ⅱ置于防尘罩内，并与阻尼器左端盖刚性连接。外部振动时，防尘罩与阻尼器缸筒发生相对运动，防尘罩内斜面与两个电容式距离传感器之间的径向间隙发生变化，从而感生出成比例对应于活塞头位移的输出信号。根据得到的活塞头位移信息调节励磁线圈的电流，从而达到优化阻尼效果、提高阻尼效率以及节约能源的目的。本实用新型结构紧凑、体积小、灵敏度高、抗污染及抗干扰能力强，特别适用于工作环境恶劣的半主动控制系统中。

技术领域

本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种内置距离传感器进行位移检测的集成型磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型半主动阻尼器件，该器件可以对运动产生阻力，并用来耗散运动的能量，在其工作范围内拥有响应速度快、结构简单、体积小、容易控制和能耗低等优点，是一种理想的隔振抗震装置，在建筑、机械、军工等行业具有广泛应用前景。

传统弹簧阻尼器被用于各种减振的场所，但随着人们对于减振效果的要求，弹簧阻尼器所起到的减振效果逐渐不能被人们所满意。磁流变液的问世促进了磁流变阻尼器的发展，其在减振方面的优异表现获得了业界好评。当磁流变阻尼器应用于各种场合时，其工作时测得的各项试验数据为优化阻尼器工作性能，研究阻尼器自身特性提供了很好的依据。被控对象振动时，控制器根据传感器检测到的被控对象主体与承载体之间的相对振动状况做出相应的分析和决策，并产生一控制电压作用于磁流变阻尼器的电流驱动器，通过电流驱动器给励磁线圈加载一驱动电流调节励磁线圈的磁场强度，从而在毫秒级时间内改变位于阻尼器阻尼通道中的磁流变液的屈服应力大小，调节磁流变阻尼器的阻尼，实现对被控对象振动的半主动阻尼减振。在这个闭环的半主动阻尼减振控制系统中，一个重要的输出量就是磁流变阻尼器活塞头的运动位移。

现有基于磁流变阻尼器的半主动减振系统中，实现磁流变阻尼器活塞头运动位移信息的检测主要利用单独的与磁流变阻尼器分离的位移传感器实现。这种将磁流变阻尼器和位移传感器分离的设计容易导致传感器精度不高，同时会增加控制系统的体积；且传感器直接暴露于外部环境之中很容易受到外界环境（如机械碰撞、渗油渗水、电磁波等）的干扰甚至被破坏，从而影响振动控制系统的整体可靠性及稳定性，缩短系统的使用寿命。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种内置距离传感器进行位移检测的集成型磁流变阻尼器。将电容式距离传感器与磁流变阻尼器集成在一起。被控对象振动时，阻尼器的活塞头和阻尼器缸筒产生相对运动。励磁线圈通电时，磁流变液流经液流通道时，受到磁流影响，流变后的剪切屈服强度增加，形成可控阻尼力，阻碍活塞头运动，达到减振目的。当活塞头运动时，运动位移信息经由防尘罩内侧上端的斜边等比例转换为两个电容式距离传感器与防尘罩之间径向间隙的微小变化。两个电容式距离传感器检测与防尘罩之间的径向间隙大小并输出传感输出信号，此信号再等比例放大后取均值，即可得到活塞头的运动位移信息。根据得到的活塞头运动位移信息，适时调整励磁线圈电流大小，从而达到最优化的阻尼力控制，使阻尼力更加柔顺，提高了阻尼效率的同时降低了能量消耗。同时，由于电容式距离传感器安置在防尘罩内部，可有效避免外界环境（如机械碰撞、渗油渗水、电磁波等）对传感器造成的污染和干扰。