专利名称：诊断电路、磁流变液诊断装置以及自诊断磁流变液阻尼器的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁流变液应用领域，尤其涉及一种诊断电路，用于诊断磁流变液中磁 性颗粒的沉降情况，本发明还涉及一种包括该诊断电路的磁流变液诊断装置，以及应用该 诊断装置的自诊断磁流变液阻尼器。
背景技术：
在工程减振领域中经常涉及到阻尼器，磁流变液阻尼器是一种性能优良的变阻尼 控制器，具有阻尼力可调范围宽、响应迅速等特点。通过其结构特点可实现阻尼器的半主动 控制。近年来，磁流变液阻尼器在桥梁、汽车等领域得到了广泛的应用。
然而，目前的磁流变液阻尼器还存在一定的缺陷，主要体现在磁流变液磁性颗粒 的沉降问题还没有得到很好的解决，现有的磁流变液阻尼器在使用时间过长或长期静置后 其磁性颗粒易发生严重的沉降，从而影响磁流变液的阻尼效果，使磁流变液阻尼器的阻尼 力变小，阻尼效果降低，严重时可能会造成一定经济损失，甚至人员伤亡。为了防止这种情 况的发生，保证磁流变液阻尼器在使用过程中的安全性、可靠性，一般磁流变液阻尼器在出 厂前都会经过一系列测试，从而给出使用者该种磁流变液阻尼器的使用寿命，但是，由于使 用环境、静置时间等各种因素的影响，磁流变液阻尼器在其预定的使用寿命未尽之前就已 经出现磁性颗粒沉降过度，甚至报废，还是会存在一定的安全隐患。目前，通过传统用超声 波传感器可以检测磁流变液阻尼器的磁性颗粒沉降程度从而诊断磁流变液阻尼器的运行 状态是否安全，但这种检测方式是非实时性检测，且超声波传感器的结构比较复杂，成本较 高，实用性较低。
因此，如何对磁流变液阻尼器在使用过程中进行实时地诊断检测，从而保证磁流 变液阻尼器在使用时的安全性、可靠性，是目前本领域的技术人员亟待解决的问题。发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种诊断电路，用于检测磁流变液中有效磁粒 沉降情况。本发明还提供了一种封装有该诊断电路的磁流变液诊断装置以及应用该诊断装 置的自诊断磁流变液阻尼器。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案
—种诊断电路，用于对磁流变液的沉降状况进行诊断，包括脉冲发生器、开关电 路、第一接线端子、第二接线端子、电容、非门、与门以及运算单元，
所述脉冲发生器的输出端分别与所述开关电路的控制端a以及所述与门的第一 输入端相连；
所述开关电路的接线端O与所述第一接线端子相连；
所述第二接线端子与所述非门的输入端以及所述电容的第一端相连；
所述非门的输出端与所述与门的第二输入端相连；
所述与门的输出端通过所述运算单元与所述脉冲发生器的第一输入端相连；
所述电容的第二端与所述开关电路的接线端c以及所述脉冲发生器的第二输入 端相连，且所述电容的第二端接地；
当所述脉冲发生器输出高电平时，所述开关电路的接线端b与所述开关电路的接 线端O导通，所述电容开始充电，当所述脉冲发生器由输出高电平转换为输出低电平时，所 述开关电路的接线端b与所述开关电路的接线端ο断开，同时所述开关电路的接线端ο与 所述开关电路的接线端c导通，所述电容开始放电。
优选地，上述诊断电路中，所述开关电路具体包括第一光电耦合器、第二光电耦合 器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管以及三极管，
所述电阻Rl的第一端接电源，所述电阻Rl的第二端分别与所述第一光电耦合器 的第一输入端以及所述第二光电稱合器的第一输入端相连；
所述光电耦合器的第二输入端与所述三极管的集电极相连；
所述第二光电耦合器的第二输入端与所述二极管的阳极相连；
所述二极管的阴极分别与所述三极管的发射极以及所述电阻R3的第二端相连， 且接地；
所述电阻R2的第二端分别与所述三极管的基极以及所述电阻R3的第一端相连， 且所述电阻R2作为所述开关电路的控制端a ；
所述第一光电耦合器的第一输出端作为所述开关电路的接线端b ；
所述第一光电I禹合器的第二输出端与所述第二光电I禹合器的第一输出端相连，且 作为所述开关电路的接线端O ;
所述第二光电耦合器的第二输出端作为所述开关电路的接线端C。
优选地，上述诊断电路中，还包括与所述运算单元相连的报警电路。
优选地，上述诊断电路中，所述报警电路为声光结合报警电路。
优选地，上述诊断电路中，还包括与所述运算单元相连的显示单元。
本发明还提供了一种磁流变液诊断装置，封装有上述的诊断电路。
另外，本发明提供了一种自诊断磁流变液阻尼器，包括阻尼器本体以及上述的磁 流变液诊断装置，所述阻尼器本体中的磁流变液内设置有第一极板以及第二极板，且所述 第一极板与所述第一接线端子相连，所述第二极板与所述第二接线端子相连，两极板之间 的磁流变液的等效电阻作为待测等效电阻电阻。
优选地，上述自诊断磁流变液阻尼器中，所述第一极板以及所述第二极板设置在 所述阻尼器本体中的磁流变液的底部。
优选地，上述自诊断磁流变液阻尼器中，所述阻尼器本体的腔室内设置有环形管 道，所述环形管道将所述腔室划分上半腔室以及下半腔室两部分，所述第一极板以及所述 第二极板设置在所述下半腔室内。
优选地，上述自诊断磁流变液阻尼器中，所述磁流变液诊断装置封装在所述阻尼 器本体内。
通过本发明提供的诊断电路，能够计算出两接线端子所接的磁流变液的等效阻 值，通过将该阻值与理想阻值进行对比，来检测磁流变液的沉降情况，判断其是否可以继续 使用。应用到该诊断电路的磁流变液诊断装置以及自诊断磁流变液阻尼器与之有相同的技 术效果。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
图1为本发明实施例提供的一种诊断电路的电路图2为本发明实施例提供的一种开关电路的电路图3为本发明实施例提供的一种诊断电路中与门输出的脉冲与脉冲发生器输出 的脉冲之间的时序对照图4为本发明实施例提供的另一种诊断电路的电路图5为本发明实施例提供的一种自诊断磁流变液阻尼器的结构示意图。
其中，图1-图5中
Rx为被测磁流变液的等效电阻、C为电容、Pl为脉冲发生器输出的脉冲、P2为与 门电路输出的脉冲、A为第一极板、B为第二极板。
具体实施方式
本发明提供了一种诊断电路，封装有该诊断电路的磁流变液诊断装置以及应用该 诊断装置的自诊断磁流变液阻尼器，可对磁流变液的沉降情况进行检测，并判断该磁流变 液能否继续在磁流变液阻尼器中可靠地工作。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种诊断电路的电路图，本发明实施例提 供的一种用于对磁流变液的沉降状况进行诊断的诊断电路，包括脉冲发生器、开关电路、第 一接线端子、第二接线端子、电容、非门、与门以及运算单元。
所述脉冲发生器的输出端分别与所述开关电路的控制端a以及所述与门的第一 输入端相连；
所述开关电路的接线端O与所述第一接线端子相连；所述第二接线端子与所述非 门的输入端以及所述电容的第一端相连；所述非门的输出端与所述与门的第二输入端相 连；所述与门的输出端通过所述运算单元与所述脉冲发生器的第一输入端相连；所述电容 的第二端与所述开关电路的接线端c以及所述脉冲发生器的第二输入端相连，且所述电容 的第二端接地；
当磁流变液中的磁性颗粒发生沉降时，其底部的体积分数增大，上部的磁流变液 体积分数减小。又因为某一特定位置、特定体积的磁流变液具有特定的等效电阻值。这样， 通过检测该等效电阻值的大小，并与该磁流变液未发生沉降时的等效电阻值进行对比，即 可判断其沉降情况。图1中所示的电阻Rx即为某一特定体积的待测磁流变液的等效电阻， 本发明实施例提供的此种诊断电路在对该待测磁流变液进行测量诊断时，所述第一接线端子与电阻Rx的一端相连，所述第二接线端子与电阻Rx的另一端相连，脉冲发生器用以输出高低电平交替的脉冲。
参见图3，图3为本发明实施例所提供的一种诊断电路中与门输出的脉冲与脉冲发生器输出的脉冲之间的时序对照图，其中，Pl为脉冲发生器输出的脉冲、P2为与门电路输出的脉冲。
在A时刻，所述脉冲发生器输出高电平，所述开关电路的接线端b与所述开关电路的接线端ο导通，所述电容开始充电。
在B时刻，所述电容的第一端电压值达到非门预设的阈值电压时，非门被触发。
在C时刻，脉冲发生器的输出高电平结束，转为输出低电平，此时，所述开关电路的接线端b与所述开关电路的接线端ο断开，同时所述开关电路的接线端ο与所述开关电路的接线端c导通，所述电容开始放电。
在D时刻,所述电容的第一端电压值小于非门预设的阈值电压,非门的触发态结束，直到E时刻，一个完整的循环过程结束，并开始下一循环。
对于与门电路输出的脉冲P2而言，一个循环周期内与门电路输出的高电平持续时间t (即时刻A到时刻B之间的时间差)与该特定磁流变液的等效电阻值Rx之间有如下关系
权利要求
1.一种诊断电路，用于对磁流变液的沉降状况进行诊断，其特征在于，包括脉冲发生器、开关电路、第一接线端子、第二接线端子、电容、非门、与门以及运算单元， 所述脉冲发生器的输出端分别与所述开关电路的控制端a以及所述与门的第一输入端相连； 所述开关电路的接线端O与所述第一接线端子相连； 所述第二接线端子与所述非门的输入端以及所述电容的第一端相连； 所述非门的输出端与所述与门的第二输入端相连； 所述与门的输出端通过所述运算单元与所述脉冲发生器的第一输入端相连； 所述电容的第二端与所述开关电路的接线端c以及所述脉冲发生器的第二输入端相连，且所述电容的第二端接地； 当所述脉冲发生器输出高电平时，所述开关电路的接线端b与所述开关电路的接线端0导通，所述电容开始充电，当所述脉冲发生器由输出高电平转换为输出低电平时，所述开关电路的接线端b与所述开关电路的接线端0断开，同时所述开关电路的接线端0与所述开关电路的接线端c导通，所述电容开始放电。
2.根据权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，所述开关电路具体包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管以及三极管， 所述电阻Rl的第一端接电源，所述电阻Rl的第二端分别与所述第一光电耦合器的第一输入端以及所述第二光电稱合器的第一输入端相连； 所述光电耦合器的第二输入端与所述三极管的集电极相连； 所述第二光电耦合器的第二输入端与所述二极管的阳极相连； 所述二极管的阴极分别与所述三极管的发射极以及所述电阻R3的第二端相连，且接地； 所述电阻R2的第二端分别与所述三极管的基极以及所述电阻R3的第一端相连，且所述电阻R2作为所述开关电路的控制端a ； 所述第一光电耦合器的第一输出端作为所述开关电路的接线端b ； 所述第一光电耦合器的第二输出端与所述第二光电耦合器的第一输出端相连，且作为所述开关电路的接线端O ; 所述第二光电耦合器的第二输出端作为所述开关电路的接线端C。
3.根据权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，还包括与所述运算单元相连的报警电路。
4.根据权利要求3所述的诊断电路，其特征在于，所述报警电路为声光结合报警电路。
5.根据权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，还包括与所述运算单元相连的显示单元。
6.一种磁流变液诊断装置，其特征在于，封装有如权利要求3-5任意一项所述的诊断电路。
7.—种自诊断磁流变液阻尼器，其特征在于，包括阻尼器本体以及如权利要求6所述的磁流变液诊断装置，所述阻尼器本体中的磁流变液内设置有第一极板以及第二极板，且所述第一极板与所述第一接线端子相连，所述第二极板与所述第二接线端子相连，两极板之间的磁流变液的等效电阻作为待测等效电阻。
8.根据权利要求7所述的自诊断磁流变液阻尼器，其特征在于，所述第一极板以及所述第二极板设置在所述阻尼器本体底部的磁流变液中。
9.根据权利要求7所述的自诊断磁流变液阻尼器，其特征在于，所述阻尼器本体的腔室内设置有环形管道，所述环形管道将所述腔室划分上半腔室以及下半腔室两部分，所述第一极板以及所述第二极板设置在所述下半腔室内。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的自诊断磁流变液阻尼器，其特征在于，所述磁流变液诊断装置封装在所述阻尼器本体内。
全文摘要
本发明公开了一种诊断电路，用于对磁流变液的沉降状况进行诊断，包括脉冲发生器、开关电路、第一接线端子、第二接线端子、电容、非门、与门以及运算单元。通过该诊断电路可以测得某一特定体积的流动磁流变液的等效电阻值，通过将该测得的等效电阻值与磁流变液对应的理想等效电阻值进行对比，从而诊断出被测磁流变液的沉降状况。本发明还提供了一种基于该诊断电路的磁流变液诊断装置以及应用所述磁流变液诊断装置的自诊断磁流变液阻尼器，通过对磁流变液的沉降状况的检测，可判断所述自诊断磁流变液阻尼器能否继续正常使用，进而避免了因磁流变液过度沉降而导致的阻尼效果下降的情况，提高了磁流变液阻尼器使用的安全性、可靠性。
文档编号F16F9/53GK103018144SQ20121045362
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者何国田, 林远长, 徐泽宇, 王仲勋, 王松, 赵健, 刘永福, 陈曦, 朱晓强, 左家奇 申请人:重庆绿色智能技术研究院