一种复合磁芯的磁性液体微压差传感器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于磁性液体微压差传感器，特别适用于微压差测量领域。
【背景技术】
[0002]目前磁性液体微压差传感器在我国的研究尚处于实验阶段，原理如下:U型有机玻璃管内部装有磁性液体，两臂缠绕线圈并通入交流电，与外部电路电阻构成电桥电路，有压差作用时U型的两个管臂液面产生高度差Ah，进而线圈电感L发生变化，电桥平衡被破坏，通过外部电路测得的电压变化进而求得压差变化。
[0003]磁性液体微压差传感器多采用U型管设计，向其内注入磁性液体，由于磁性液体的相对磁导率较低，为1.2左右(空气的相对磁导率是I)，所以输出的电压信号较弱，需要接入信号放大电路。U型管中注入大量的磁性液体，如专利CN103162896，会使其成本增加，另一方面，U型管的形状固定，无法灵活改变U型管两口距离，进而灵活改变体积。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题为针对当前在微压测量领域存在的原有磁性液体微压差传感器信号弱、输入气体口的距离不能灵活改变、体积固定的问题，提供一种复合磁芯的磁性液体微压差传感器。该传感器通过将磁性液体换成两个复合磁芯，增强输出电压信号，同时用一软管将两个有机玻璃管相连，使两个进气口的距离可调，同时可以使其体积可调。本发明可测量竖直方向的气压差，输出电信号更明显。另外，测量气压差两端口的距离灵活可调。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]—种复合磁芯的磁性液体微压差传感器，包括传感器主体和电桥电路部分；
[0007]其中，所述的传感器主体包括相同的两部分，每一部分包括有机玻璃管、橡胶塞、线圈、环形永磁体、复合磁芯和磁性液体;其中，有机玻璃管包括粗径部分和细径部分;上部的粗径部分的顶端塞有橡胶塞，中部内侧为复合磁芯，下端外侧缠绕有线圈；复合磁芯的两端饱和吸附有磁性液体;下部的细径部分套有环形永磁体;细径部分底端连接有软管，软管将传感器主体的两部分连通；
[0008]所述的复合磁芯包括磁芯、第一永磁体和第二永磁体:其中，磁芯位于复合磁芯的中部，第一永磁体和第二永磁体分别吸附在磁芯的两端，且第一永磁体和第二永磁体异名端相对；
[0009]第一永磁体和第二永磁体完全相同；磁芯的长度是第一永磁体长度的15?20倍；
[0010]磁芯的直径比有机玻璃管的直径小0.8?1.2mm。
[0011 ]第一永磁体的直径大于/等于磁芯的直径，且小于有机玻璃管粗径部分的内径；
[0012]复合磁芯的长度为有机玻璃管粗径部分长度的45?55%;
[0013]线圈的缠绕高度为有机玻璃管粗径部分长度22?27%;
[0014]所述的电桥电路部包括传感器主体的两个线圈、第一定值电阻Rl和第二定值电阻R2;第一定值电阻Rl和第二定值电阻R2的电阻值相等；
[0015]其中，传感器主体部分的两个线圈分别和等值的第一定值电阻Rl、第二定值电阻R2串联后，并联在交流电源U的两端，另一组对角节点上分别与测量仪器的两端连接，构成电桥电路。
[0016]本发明的有益效果为:
[0017]本发明提出了一种新的复合磁芯磁性液体微压差传感器结构，可测量竖直方向的气压差，输出电信号更明显。测量气压差两端口的距离灵活可调，进而使微压差传感器的体积可调。另外，本发明仅在复合磁芯的局部饱和吸附少量磁性液体，不需要在有机玻璃管中注满磁性液体，可显著降低成本。
[0018]输出信号更明显，是和U型管中注入磁性液体相比的，磁性液体的相对磁导率大约是1.2，而空气的相对磁导率是1，所以用磁性液体做磁芯时，由于液面高低变化引起的两臂上线圈的电感值的变化并不明显，进而输出的差动电压会很小，因此需要接入电压信号放大电路;而采用复合磁芯时，由于复合磁芯的相对磁导率较大(大约为2400)，所以复合磁芯的移动会使线圈的电感值变化明显，进而输出的差动电压数值较大，是不需要接入电压信号放大电路的。
【附图说明】
[0019]图1为一种复合磁芯的磁性液体微压差传感器示意图。
[0020]图中:有机玻璃管1、橡胶塞2、线圈3、环形永磁体4、磁芯5、第一永磁体6、第二永磁体7、磁性液体8、橡胶软管9。
[0021 ] 图2为电桥电路不意图。
[0022]图中:第一定值电阻Rl、第二定值电阻R2、交流电源U和电压表V。
[0023]图3为磁性液体微压差传感器的输出电压与微压差值关系。
具体实施方案
[0024]以附图为【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
[0025]本发明所述的一种复合磁芯的磁性液体微压差传感器如图1所示，包括传感器主体和电桥电路部分；
[0026]其中，所述的传感器主体包括相同的两部分，每一部分包括有机玻璃管1、橡胶塞
2、线圈3、环形永磁体4、复合磁芯和磁性液体8;其中，有机玻璃管I包括粗径部分和细径部分;上部的粗径部分的顶端塞有橡胶塞2，中部内侧为复合磁芯，下端外侧缠绕有线圈3;复合磁芯的两端饱和吸附有磁性液体8(磁性液体8使复合磁芯在有机玻璃管I内悬浮，并能根据外部气体压力上下位移)；下部的细径部分套有环形永磁体4;(环形永磁体4的内径与细径部分的外径匹配，使二者紧密贴合)，细径部分底端连接有软管9，软管9将传感器主体的两部分连通；
[0027]所述的复合磁芯包括磁芯5、第一永磁体6和第二永磁体7:其中，磁芯5位于复合磁芯的中部，第一永磁体6和第二永磁体7分别吸附在磁芯5的两端，且第一永磁体6和第二永磁体7异名端相对;环形永磁体4与永磁体7同名端相对；
[0028]第一永磁体6和第二永磁体7完全相同；磁芯5的长度是第一永磁体6长度的15?20倍；
[0029]磁芯5的直径比有机玻璃管的直径小0.8?1.2mm。
[0030]第一永磁体6的直径大于/等于磁芯5的直径，且小于有机玻璃管I粗径部分的内径；
[0031]复合磁芯的长度大约为有机玻璃管粗径部分长度的45?55%;
[0032]线圈3的缠绕高度(缠绕时所占有机玻璃管的长度)为有机玻璃管粗径部分长度22?27% ；
[0033]其制作方法为:首先将高强度漆包铜线均匀、等匝数、对称地缠绕在有机玻璃管I粗径部分的下端(细径部分的上侧)，构成线圈3;然后将第一永磁体6和第二永磁体7分别吸附在磁芯5的两端，保证第一永磁体6和第二永磁体7异名端相对，第一第二永磁体和磁芯5共同构成复合磁芯;将磁性液体8分别注入第一永磁体6和第二永磁体7的端部，构成两个密封环;将吸附有磁性液体8的复合磁芯分别放入有机玻璃管I