[发明专利]磁流变液流动模式流变属性自动化测试系统及其方法

说明书

本发明公开了一种磁流变液流动模式流变属性自动化测试系统及其方法，包括：硬件模块、流变属性分析模块、数据存储与显示模块；硬件模块包括动力驱动单元、测试单元、控制处理单元和信号采集单元，驱动磁流变液流动，并对磁流变液施加可调磁场，测量流动模式下磁流变液流量以及压力；流变属性分析模块对信号采集单元所采集的流量和压力进行处理得到流动工作模式下磁流变液的流变属性；数据存储与显示模块对所采集的流量、压力和流变属性进行存储和显示。本发明能方便地测试和研究流动工作模式磁流变液的流变属性，实现自动化测试，提高测试效率，节约人力成本，保证测试结果准确性。

技术领域

本发明涉及磁流变液测试系统领域，特别是涉及一种磁流变液流动模式流变属性自动化测试系统及其方法。

背景技术

磁流变液是一种新型智能流体材料，是由微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。磁流变液在零磁场中表现为低粘度的牛顿流体特性，在强磁场中磁流变液内部磁性颗粒沿磁场方向极化成链状或柱状，生成的磁链将阻碍液体的运动，使磁流变液表现出高粘度、低流动性的宾汉流体特性，并且在磁场中流变具有瞬时、可逆的特点，因此被广泛应用于航空航天、医疗、车辆等诸多领域。

磁流变液三种基本工作模式分别是流动模式、剪切模式和挤压模式。流动模式由压力推动磁流变液通过固定的两块板或圆槽，两板或圆槽形成的细长间隙构成磁流变液流动工作模式空间，外加磁场垂直分布于该空间，随磁感应强度变化，磁流变液的流变属性发生变化，从而使两块板或圆槽两端产生压力差。剪切模式则由作用力使构成磁流变液剪切工作模式空间的两块板或圆槽作相对平移或旋转运动，处于空间处的磁流变液受剪切力作用。挤压模式则是由构成磁流变液流动空间的两块板作相向运动来挤压磁流变液，挤压模式可以近似等效为流动模式。

现有的磁流变液测试系统测试的是剪切工作模式下磁流变液的剪切屈服应力，主要工作原理是利用相互平行的两块板或圆槽构成盛放磁流变液的空间，电机带动两板或圆槽作相对旋转运动，使两板或圆槽间的磁流变液受剪切作用，励磁线圈产生的磁场垂直穿过板或圆槽，随磁感应强度变化，磁流变液在磁场中发生流变属性变化，通过扭矩传感器测量作相对旋转运动的板或圆槽的扭矩来计算剪切屈服应力。

对于测试流动工作模式下磁流变液流变属性的测试系统目前基本没有，而市场上大部分应用磁流变液的仪器或设备，例如磁流变液阻尼器、磁流变液伺服阀、磁流变液减震器、磁流变悬置等，利用的是磁流变液流动/挤压工作模式下的流变属性来工作。而流动模式与剪切模式磁流变液的流变属性是存在差异的，上述剪切工作模式磁流变液测试系统的测试结果不能精确反映流动/挤压工作模式下的磁流变液的流变属性，对基于磁流变液流动/挤压工作模式仪器或设备的设计、仿真和应用产生误差。

另外，现有的磁流变液测试仪机械结构复杂，价格昂贵，测试功能单一，操作较为复杂，使用不方便，在测试过程中仅对目标参数值进行检测采集，没有对测试过程其他影响因素例如磁场等进行测量，无法预知系统异常，增加测试者的时间成本并降低了效率。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种磁流变液流动模式流变属性自动化测试系统及其方法，以期能方便地测试和研究流动工作模式磁流变液的流变属性，实现自动化测试，并提高测试效率，保证测试结果准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种磁流变液流动模式流变属性自动化测试系统的特点包括：硬件模块、流变属性分析模块以及数据存储与显示模块；

所述硬件模块包括：动力驱动单元、测试单元、控制处理单元和信号采集单元；

所述测试单元包括：可控电流/电压源、测试装置和传感器组；

所述控制处理单元控制所述动力驱动单元驱动管道内磁流变液流入所述测试装置中，使得所述磁流变液在所述测试装置中处于流动工作模式下；