[发明专利]一种基于可变磁场下磁性颗粒运动轨迹的观测装置

说明书

本发明公开了一种基于可变磁场下磁性颗粒的运动轨迹的观测装置，所属技术领域为颗粒运动的观测。它主要由方形观测腔、圆柱形观测台、表面刻度盘、两个电磁铁放置腔、磁场两极连接架、磁性颗粒、腔底柔性橡胶泥、往复式刮泥板、刮泥板导轨、旋转轴、圆锥滚子轴承和支撑底座组成；方形观测腔位于圆柱形观测台的中心位置，圆柱形观测台外表面沿中心轴线对称分布两个电磁铁放置腔。在观测腔底板均匀铺设一层柔性橡胶泥，同时在观测腔底板一端位置加装往复式刮泥板，从而能够反复进行磁性颗粒轨迹观测实验。该装置结构简单，制作成本低，可重复利用，能够对磁性颗粒在可变磁场下进行有效的运动轨迹标定观测实验。

技术领域：

本发明涉及一种观测装置，特别是涉及一种磁性颗粒在磁场下运动的观测装置。

背景技术：

磁性颗粒的磁场下轨迹分析在磁流变等磁性材料研究领域至关重要，可变磁场下磁性颗粒运动轨迹的观测装置在研究磁性颗粒力学方面的问题具有独特的优势，其中对于磁性颗粒运动轨迹的可视化研究具有十分重要的意义。传统光学观测装置对于磁性颗粒运动形态的观察只能反应某一时刻的位置，对于颗粒在整个运动过程之间的轨迹、速度、位移等均不能反映，对于颗粒运动形态的有效检测具有一定的局限性，且外部磁场大小和方向均不能改变，基于传统磁性颗粒观测装置的技术缺陷研制一种可变磁场下磁性颗粒运动轨迹的观测装置。

发明内容：

本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种基于可变磁场下磁性颗粒运动轨迹的观测装置，结构简单，操作方便，对磁性颗粒在磁场下的轨迹可视化研究提供了重要的技术支持。

本发明的技术方案是：一种基于可变磁场下磁性颗粒的运动轨迹的实时观测装置，其特征在于：它主要由方形观测腔、圆柱形观测台、表面刻度盘、电磁铁放置腔、磁场两极连接架、柔性橡胶泥、往复式刮泥板、刮泥板导轨、旋转轴、圆锥滚子轴承和支撑底座组成；观测方向位于方形观测腔上方，方形观测腔位于圆柱观测台的中心位置，圆柱外表面沿轴线对称分布磁场发生装置的两极，并且通过磁场两极连接架配合支撑底座上的旋转轴进行旋转以改变磁场作用方向，磁场偏移角度可通过观测腔上表面刻度盘读取。在观测腔底板均匀铺设一层柔性橡胶泥，由于颗粒存在自身重量，在运动过程中能够在柔性橡胶泥表面留下以凹痕形式的运动轨迹，完成对磁性颗粒的观测，从而了解不同磁场条件下磁性颗粒的运动机理。在观测腔底板柔性橡胶泥上表面一端位置加装往复式推杆刮泥板，在刮泥板导轨的支撑运动下使得柔性橡胶泥形成刮平区和未刮平区，刮平区里的柔性橡胶泥在刮泥板的带动下使得原有的凹痕复归平整，达到重复标定小球轨迹的目的，从而能够反复进行磁性颗粒轨迹观测实验。该装置结构简单，制作成本低，可重复利用，能够对磁性颗粒在可变磁场下进行轨迹的观测实验。

进一步的，上述的用于在可变磁场下对磁性颗粒运动轨迹进行观测的装置，所述的磁场发生装置位于方形观测腔所在的圆柱观测台外表面沿轴线对称分布的位置，并且两极连接架可绕支撑底座上的旋转轴进行旋转以改变磁场作用的方向。

进一步的，上述的在可变磁场下对磁性颗粒运动轨迹进行观测的装置，所述的刻度盘位于方形观测腔体的上表面，刻度的相对大小可以用来计算磁场方向发生的角度。

进一步的，上述的用于在可变磁场下对磁性颗粒运动轨迹进行观测的装置，观测腔底部预先均匀铺设一层柔性橡胶泥，通过磁性颗粒的表面凹痕在观测腔底板形成运动轨迹。

进一步的，上述的用于在可变磁场下对磁性颗粒运动轨迹进行观测的装置，在观测腔底板橡胶泥上表面一端位置加装往复式推杆刮泥板，配合刮泥板导轨从而在刮泥板的运动下使得柔性橡胶泥形成刮平区和未刮平区，刮平区里的柔性橡胶泥在刮泥板的带动下使得原有的凹痕复归平整，有助于轨迹的可重复标定。

本发明的有益效果是：

1.相对于传统的磁性颗粒运动状态观测装置，本发明的观测装置结构简单，操作方便，能够有效反映磁性颗粒在不同磁场条件下的运动轨迹可视化。