[发明专利]一种磁性液体磁化弛豫时间测量装置及方法

说明书

本发明提供一种磁性液体磁化弛豫时间测量装置及方法，属于磁性液体物理特性表征技术领域。该装置包括均匀磁场发生器、磁场传感器、内/外圆筒、注液孔、O型圈、端盖、卡簧、外壳、轴承、套筒、支撑盘、支撑座、联轴器、增速机、齿轮、轴、电机、支架及底板，外圆筒、O型圈、内圆筒、端盖依次连接，第一轴承内圈紧靠外圆筒凸台装入，卡簧安装在内圆筒外侧面凹槽处，第二轴承内圈紧靠卡簧装入，第一轴承、套筒、第二轴承依次紧靠外壳凸台装入，外壳、支撑盘、支撑座、底板依次连接，电机、第二联轴器、轴、第二齿轮、第一齿轮、增速机、第一联轴器、外圆筒底部伸出轴依次连接。本装置能够实现磁性液体磁化弛豫时间的简便且低成本的测量。

技术领域

本发明涉及磁性液体物理特性表征技术领域，特别是指一种磁性液体磁化弛豫时间测量装置及方法。

背景技术

磁性液体是一种由包覆有表面活性剂的纳米量级铁磁性颗粒悬浮于液体介质中形成的胶体体系，广泛应用于密封、润滑等工程技术领域。实际应用中，当外磁场方向与磁性液体中颗粒磁矩的方向不一致时，在磁力矩的作用下，磁矩将转向磁场方向，这一过程称为磁化弛豫，用磁化弛豫时间来表征。在考虑磁化弛豫的磁性液体密封和润滑的理论模型中，磁化弛豫时间的倒数是其中关键项的系数，因此，准确测量特定磁性液体的磁化弛豫时间是准确建立理论模型的关键。

现有技术中，获得磁化弛豫时间时均须已知磁性液体中磁性颗粒的尺寸。而在实际的磁性液体中，颗粒尺寸并非单一值，而是具有较广的尺寸分布。所以获得磁化弛豫时间的常规手段是利用动态光散射或小角度中子散射法测量磁性液体中磁性颗粒的尺寸分布，然后利用磁化弛豫时间的理论表达式计算后得到最终结果。可以看出，常规手段复杂且成本较高。因此需要一种相对简便且成本较低的测量磁性液体磁化弛豫时间的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种磁性液体磁化弛豫时间测量装置及方法。

该装置包括均匀磁场发生器、磁场传感器、外圆筒、内圆筒、注液孔、O型圈、第一端盖、第二端盖、卡簧、外壳、第一轴承、第二轴承、套筒、支撑盘、支撑座、第一联轴器、第二联轴器、增速机、第一齿轮、第二齿轮、轴、电机、支架及底板，外壳外部设置均匀磁场发生器，外圆筒和内圆筒之间形成填充磁性液体的间隙，内圆筒内部设置磁场传感器，外圆筒、O型圈、内圆筒、第一端盖依次连接，外圆筒与内圆筒用螺钉紧固连接，第一轴承内圈紧靠外圆筒的凸台装入，卡簧安装在内圆筒外侧面的凹槽处，第二轴承内圈紧靠卡簧装入，第一端盖用螺钉固定在内圆筒上，压紧第二轴承，第一轴承、套筒、第二轴承依次紧靠外壳的凸台装入，第二端盖用螺钉固定在外壳的上端面上，压紧第二轴承外圈，外壳、支撑盘、支撑座、底板依次连接，外壳用螺钉安装在支撑盘的上端面上，支撑盘用螺钉安装在支撑座的上端面上，支撑座用螺钉安装在底板的上表面上，电机、第二联轴器、轴、第二齿轮依次连接，第二齿轮和第一齿轮啮合，第一齿轮、增速机、第一联轴器、外圆筒底部伸出轴依次连接，增速机用螺钉安装在支撑盘的内孔台阶处，其中，与增速机高速输出端连接的为第一联轴器，与增速机低速输入端连接的为第一齿轮，电机通过支架与底板固定连接。

注液孔位于内圆筒上方。

外圆筒、内圆筒、外壳及套筒由不导磁材料制成；外圆筒、内圆筒的轴向尺寸满足：使填充磁性液体的间隙纵向长度比直径大至少6倍，外圆筒、内圆筒的径向尺寸满足：使填充磁性液体的间隙宽度至多为外圆筒内径的1/10。

第一轴承、卡簧、第二轴承与填充磁性液体间隙的中心位置的纵向距离满足：第一轴承、卡簧、第二轴承引起的磁性液体内磁场的畸变不大于5％；第一轴承、第二轴承包括球轴承、圆锥滚子轴承、端面球轴承。

均匀磁场发生器的位置满足：使产生的磁场方向垂直于磁性液体的旋转轴线，且使磁性液体位于均匀磁场范围内；均匀磁场发生器产生的磁场使磁性液体所在位置处的磁场强度位于磁性液体的线性磁化范围内；均匀磁场发生器包括亥姆霍兹线圈、麦克斯韦线圈、Fanselau线圈、永磁体组。

第一齿轮、第二齿轮为锥齿轮；第一联轴器、第二联轴器为挠性联轴器；电机为可调速电机。