专利名称：准二维磁性流体加速度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及加速度传感器的生产及应用领域，尤其涉及一种基于磁性流体的准二维加 速度传感器。
背景技术：
目前，在诸多的技术领域均常用到加速度传感器，如汽车运动控制、建筑机械运动控 制、机械振动检测、航天航空、家电产品性能检测等等。 现有的加速度传感器通常有以下几种结构。一种加速度传感器是采用悬臂梁结构，包含固定端设置在基板上作往复弹性变形运动 的悬臂梁，通过检测悬臂梁位置的方式确定外界加速度大小。常用的检测方式有设置一端 固定、另一端自由运动的悬臂梁，在悬臂梁的根部粘贴应变片，通过应变片检测悬臂梁根 部的位移值，从而确定外界输入加速度。另一种加速度传感器是将压电元件设置于传感器底部，在压电元件上方设置质量块， 质量块与压电元件在法向上紧密接触，接触面法线平行于所测加速度的方向，工作时质量 块产生一定的位移量，使得与之相接触的压电元件产生输出信号，通过检测输出信号，即 可检测相应的输入加速度。上述的加速度传感器一旦安装之后，只能检测同一个方向的输入加速度，而对于其他 方向的加速度则无法检测，即其检测方向具有一维性，同时， 一经制造后就不能改变加速 度传感器内部的材料，这些都是它们的缺点。发明内容鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供准二维磁性流体加速度传感 器，核心是基于磁性流体的斜接触压电式加速度传感器，具有检测方向二维性、大量程、 量程可控性、高灵敏度、高可靠性、智能性、工作寿命长等特点。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种准二维磁性流体加速度传感器，包括非磁性腔体、质量块、检测装置与磁性流 体，其中-非磁性腔体由非磁性材料构成的密闭容器；质量块设于非磁性腔体中部，质量块的两端面与非磁性腔体的接触面的法向与质量 块的轴线成一定倾斜角度；且在接触面间设有检测装置，并在质量块、检测装置与非磁性 腔体之间保持设定的预紧压力；且非磁性腔体与质量块形成的空腔中充满磁性流体；检测装置用于检测质量块与非磁性腔体之间压力的变化，输出加速度检测结果信号。所述的准二维磁性流体加速度传感器，还包括磁场控制装置，用于改变磁性流体的粘 度，控制质量块轴向的位移量，具体包括励磁线圈缠绕于非磁性腔体的外部，通过输入电流产生均匀磁场，改变磁性流体的 粘度，控制质量块轴向的位移量。所述的准二维磁性流体加速度传感器，还包括检测控制装置，用于根据检测装置输出 的加速度检测结果信号，控制励磁线圈的输入电流，从而控制励磁线圈的内部磁场。所述的检测装置包括一块或者多块压电片通过串连方式或者并联方式组成的压电元 件，压电元件设于质量块与非磁性腔体之间，用于检测质量块的位移量变化，输出可供后 续检测电路检测的信号。所述的质量块的一端与非磁性腔体的接触面包括成一定角度的两个接触面，且每个接 触面间均设有压电元件。所述的质量块端面为外定位棱锥面，非磁性腔体设有内棱锥凹槽，质量块的外定位棱 锥面设于非磁性腔体的内棱锥凹槽中实现周向定位。所述的质量块以高比重材料制成，且所述的质量块是圆柱体或棱柱体，且在质量块周 向设置有多道凹槽或叶片，用于增加与磁性流体的有效接触面积。所述的非磁性腔体包括非磁性内筒与非磁性压盖，其中-所述的非磁性内筒两端开口，两端分别通过螺钉固定安装一个非磁性压盖压紧质量 块，组成非磁性腔体，并在质量块、检测装置与非磁性腔体之间产生保持设定的预紧压 力；或者，所述的非磁性内筒一端开口，开口处安装一个非磁性压盖压紧质量块，组成非磁性腔 体，并在质量块、检测装置与非磁性腔体之间产生保持设定的预紧压力；或者， 所述的非磁性内筒与非磁性压盖之间还设置有非磁性密封圈。所述的非磁性腔体为圆柱体或棱柱体，外壁沿轴向方向设置有周向凹槽，用于安装励 磁线圈。所述的磁性流体加速度传感器，还包括外壳体，所述的非磁性腔体、磁性流体、质量 块、检测装置或磁场控制装置设置于外壳体内腔中，外壳体具体包括外套筒、上端盖与下 端盖，外套筒与上端盖与下端盖通过螺栓固定，所述的下端盖上设有安装支脚和/或安装 孔，或者；所述的外壳体与非磁性腔体间设有隔离套，用于隔离磁场控制装置与外部磁场的联 系，抑制外界磁场干扰。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种准二维磁性流体加速度传 感器包括非磁性腔体、质量块、检测装置与磁性流体，非磁性腔体是由非磁性材料构成的 密闭容器；质量块设于非磁性腔体中部，质量块的两端面与非磁性腔体的接触面的法向与 质量块的轴线成一定倾斜角度；且在接触面间设有检测装置，并在质量块、检测装置与非 磁性腔体之间保持设定的预紧压力；且非磁性腔体与质量块形成的空腔中充满磁性流体； 检测装置用于检测质量块与非磁性腔体之间压力的变化，输出加速度检测结果信号。具体可将一质量块和多块压电元件放置于一非磁性材料组成的满磁性流体的非磁性腔 体的内部，通过非磁性压盖的周向定位作用，使质量块与非磁性腔体保持同轴，在非磁性 压盖的内棱锥凹槽的两倾斜相对平面上粘贴压电元件，两片压电元件的接触面法线以一倾 斜角度相交，每个压电元件的接触面法线与质量块的轴线成一倾斜角度，非磁性压盖除了 起到定位的作用，还提供了预紧力，当非磁性压盖锁紧的时候，产生的预紧力将压电元件 和质量块压紧，使压电元件和质量块在压电元件的接触面紧密接触；当存在外界加速度 时，质量块由于惯性作用，将对压电元件产生拉伸或者压縮的效果，通过检测压电元件的 输出信号，即可确定质量块的位移量，进而确定外界加速度的值，同时，质量块还将受到 磁性流体的阻尼力作用，通过控制磁性流体的阻尼力，可以控制质量块的位移量，从而实 现检测量程范围的改变。本发明结构上新颖，避免了传统的悬臂梁结构，引入了压电元件，通过非磁性压盖提 供的预紧力，使质量块和压电元件紧密接触， 一方面增强了所述加速度传感器的灵敏度， 另一方面有效增加了加速度传感器的刚度，能够提高加速度传感器的量程，实现加速度传 感器大量程检测；在每个非磁性压盖的内棱锥凹槽的倾斜相对平面上设置两块压电元件， 质量块两端设置了相应的棱锥面，用于实现质量块与压电元件的面接触；两块压电元件的接触面法线以一倾斜角度相交，同时，每个压电元件的接触面法线与质量块的轴线成一倾 斜角度，当所述的加速度传感器承受水平加速度或竖直加速度时，质量块由于惯性而产生 水平位移量或者竖直位移量，这两种位移量都可以被分解成平行于压电元件接触面的位移 量和垂直于压电元件接触面的位移量，从而使得输入的水平加速度或者竖直加速度都在压 电元件上有了相应的输出量，因此所述的加速度传感器可以检测二维方向的输入加速度 质量块上设置斜凹槽，增大了质量块与磁性流体的有效接触面积，可以同时在水平方向或 竖直方向感受磁性流体的阻尼力，控制质量块在水平方向或竖直方向的位移量；在质量块 的每个端面设置两块压电元件，当输入水平加速度时，同一轴侧的两块压电元件受压，另 外一侧的两块压电元件则被放松，当输入竖直加速度时，位于同一端面的两块压电元件将 受压、另一端面的两块压电元件被放松，这种差动检测方式可有效消除各种干扰，提高了 质量块位移量检测的准确度；另外本发明中利用磁性流体粘度可控性特点，通过对励磁线 圈电流进行改变，改变施加在磁性流体上的磁场强度，达到控制磁性流体粘度的目的，从 而可以达到对加速度传感器量程的控制，实现大量程的特点。具有检测方向二维性、大量 程、量程可控性、高灵敏度、高可靠性、智能性、工作寿命长等特点。
图1为本发明所述的准二维磁性流体加速度传感器的立体爆炸示意图；图2为本发明所述的准二维磁性流体加速度传感器的结构示意图；图3为本发明所述的准二维磁性流体加速度传感器的局部放大结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的准二维磁性流体加速度传感器包括非磁性腔体、质量块、检测装置与磁 性流体，非磁性腔体是由非磁性材料构成的密闭容器；质量块设于非磁性腔体中部，质量 块的两端面与非磁性腔体的接触面的法向与质量块的轴线成一定倾斜角度；且在接触面间 设有检测装置，并在质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；且非磁性 腔体与质量块形成的空腔中充满磁性流体；检测装置用于检测质量块与非磁性腔体之间压 力的变化，输出加速度检测结果信号。具体是将一质量块和多块压电元件放置于一非磁性材料组成的满磁性流体的非磁性腔 体的内部，通过非磁性压盖的内棱锥凹槽的周向定位作用，使质量块与非磁性腔体保持同轴，在非磁性压盖的内棱锥凹槽的两倾斜相对平面上粘贴压电元件，两片压电元件的接触面法线以一倾斜角度相交，每个压电元件的接触面法线与质量块的轴线成一倾斜角度，非 磁性压盖除了对质量块和压电元件起到周向定位的作用，还提供了必要的预紧力，当非磁 性压盖锁紧的时候，产生的预紧力将压电元件和质量块压紧，使压电元件和质量块紧密接 触，用于增大所述加速度传感器的刚度，还能增大加速度的测量灵敏度；当存在外界加速 度时，质量块由于惯性作用，对与之紧密接触的压电元件产生拉伸或者压縮的效果当输 入水平加速度时，同一轴侧的两块压电元件受压，另外一侧的两块压电元件则被放松，当 输入竖直加速度时，位于同一端面的两块压电元件将受压、另一端面的两块压电元件被放 松，这种差动检测方式可有效消除各种干扰，提高了质量块位移量检测的准确度，通过检 测压电元件的输出信号，可确定质量块的位移量，从而确定外界的二维加速度的值，同 时，质量块外壁设置了多道斜凹槽，可有效增质量块与磁性流体的有效接触面积，可以同 时在水平方向或竖直方向感受磁性流体的阻尼力，控制质量块在水平方向或竖直方向的位 移量；通过控制励磁线圈的输入电流，可控制励磁线圈的磁场，励磁线圈的磁场可改变磁 性流体的粘度，磁性流体粘度的改变将改变磁性流体对质量块的阻尼力，从而可控制质量 块的位移量，实现加速度传感器大量程检测，还可动态控制量程范围大小。本发明的具体实施方式
的结构如图1与图2所示，所述的准二维加速度传感器最基本的 结构包括非磁性腔体、磁性流体10、质量块12与检测装置，其中非磁性腔体为非磁性材料构成的密闭容器，内部充满磁性流体10，非磁性腔体包括非磁性内筒9与非磁性压盖3，本例中的非磁性内筒9两端开口，两端通过第一螺钉13安装非磁性压盖3，锁紧后组成密闭的非磁性腔体，内部充满磁性流体10;有时在加工工艺允许的情况下，非磁性内筒9可以是一端开口，开口处通过第一螺钉13安装一个非磁性压盖压 紧质量块3组成非磁性腔体，内部充满磁性流体10。同时，为了更好地实现非磁性腔体的 密闭(主要是磁性流体的密封)，所述的非磁性内筒9与非磁性压盖3之间可设置非磁性密 封圈5,防止磁性流体10发生泄漏。本例中的非磁性腔体外壁沿轴向方向设置有周向凹槽，也就是非磁性内筒9的外壁沿 轴向方向设置有周向凹槽，用于安装励磁线圈8，在非磁性内筒9的两个端面沿轴向方向预 留壁厚，用于固定非磁性压盖3。本例中的非磁性腔体为圆柱形，也就是非磁性内筒9的形状为圆柱形，内部幵通孔， 两端面预留安装壁厚，且在非磁性内筒9的外壁沿轴向方向设有周向凹槽，用于安装励磁线 圈8;当然，非磁性腔体也可以是棱柱体，也就是非磁性内筒9的形状为棱柱体，内部开通孔，两端面处预留壁厚，在非磁性内筒9的外壁沿轴向方向设有周向凹槽，凹槽处用于设置线圈固定套，励磁线圏8可缠绕在线圈固定套上。磁性流体10为磁流体、磁性复合流体或磁流变体等具备磁性的流体中的任何一种或是 其中任何几种的组合。所述加速度传感器的非磁性内筒9中充满磁性流体10，质量块12设 置于磁性流体10中，受到磁性流体10的阻尼力作用。改变磁性流体10的粘度，可以改变磁 性流体10对质量块12的阻尼力大小，从而改变质量块12在竖直方向或水平方向的位移量。所述的检测装置包括一块或者多块压电片通过串连方式或者并联方式组成的压电元件 4,压电元件4设于质量块12与非磁性腔体之间，用于检测质量块12的位移量变化，输出可 供后续检测电路检测的信号。所述的质量块12的一端与非磁性腔体的接触面包括成一定角度的两个接触面，且每个 接触面间均设有压电元件4。实际中质量块12端面为外定位棱锥面，非磁性腔体设有内棱 锥凹槽，质量块12的外定位棱锥面设于非磁性腔体的内棱锥凹槽中实现周向定位。具体 为压电元件4由石英晶体、压电陶瓷、压电薄膜或其他新型压电材料等具备压电效应的 材料构成。本例中的压电元件4为长方体薄片形，粘贴于非磁性压盖3的内棱锥凹槽的倾斜 相对的两个表面；当然，不排除压电元件4为棱形、柱形等其他可替换的形状。当锁紧非磁 性压盖3时，压电元件4受到预紧力的作用而与质量块12在接触面上紧密接触，确保压电元 件4能够正常感应质量块12的位移量。质量块12为高比重材料制成， 一般要求比重为14-19克/立方厘米，质量块可以为金属 如由钨合金、铜钨合金等高比重合金构成。质量块也可以为非金属，只要满足上述比重范 围即可。质量块12的两个端面处设置有定位锥面，通过非磁性压盖3的内棱锥凹槽的表面 进行定位，本例中的质量块12为长方体，在长方体周向设置有斜凹槽，这里的斜凹槽可以 是螺旋状的，用于增质量块12与磁性流体10的有效接触面积，可以同时在水平方向或竖直 方向感受磁性流体的阻尼力；当然，质量块12也可以是圆柱体，在两个端面处设置圆锥 面，在圆柱体周向设置斜凹槽，可以实现同样的功能。当锁紧非磁性压盖3时，产生的预紧 力使得质量块12和压电元件4紧密接触，可以增大所述加速度传感器的灵敏度，同时由于 压电元件4的材料特性，能够增大加速度传感器的刚度；当存在外界加速度时，质量块12 由于自身惯性的作用，输出相应的位移量，由于压电元件4与质量块12紧密接触，质量块 12的位移量便成为压电元件4的输入量；由于质量块12周向设置了斜凹槽，可以同时在水平方向或竖直方向感受磁性流体的阻尼力，当改变磁性流体10的粘度时，质量块12受到磁 性流体10的阻尼力将发生变化，从而其输出位移量也发生变化相同的加速度输入时，若 增大磁性流体10的粘度，质量块12受到磁性流体10的阻尼力将相对增大，质量块12的输出位移量相对减小，此时所述的加速度传感器适合测量数值比较大的输入加速度；若减小磁 性流体10的粘度，质量块12受到磁性流体10的阻尼力将相对减小，质量块12的输出位移量相对增大，此时所述的加速度传感器适合测量数值比较小的输入加速度。因此，通过控制磁性流体10的粘度，可以控制所述加速度传感器的量程范围，同时，通过大幅度增大磁性 流体10的粘度，所述加速度传感器可实现大量程测量。本例中的质量块12周向设置有斜凹槽也可以用环状的叶片来代替，同样满足上述要求。为了更好地完成测量工作，在本例的基础上所述的加速度传感器还包括磁场控制装 置，用于改变磁性流体的粘度，控制质量块轴向的位移量。励磁线圈8设置于非磁性内筒9 和非磁性套筒7之间，线圈缠绕在非磁性内筒9的凹槽之上，保持与非磁性内筒9同轴；也 可以设置同轴线圈固定套于非磁性内筒9上，励磁线圈8缠绕在线圈固定套中。励磁线圈8 用于在非磁性内筒9的内部产生均匀磁场，改变励磁线圈8的通电电流，可以改变非磁性内 筒9内部的磁场增大励磁线圈8的通电电流，将增大非磁性内筒9内部的磁场；减小励磁 线圈8的通电电流，将减小非磁性内筒9内部的磁场。非磁性套筒7、非磁性垫圈2和非磁性 压盖3用于隔绝励磁线圈8产生的磁场和外界磁场之间的联系，防止外磁场干扰。所述的加速度传感器还包括外壳体，所述的非磁性腔体、磁性流体10、质量块12、检 测装置或磁场控制装置设置于外壳体内腔中，外壳体具体包括外套筒6、上端盖11与下端 盖1，外套筒6与上端盖11与下端盖1通过第二螺钉14固定，所述的下端盖1上设有安装支脚 15和/或安装孔16。所述的外壳体与非磁性腔体间设有隔离套，用于隔离磁场控制装置与外部磁场的联 系，抑制外界磁场干扰。隔离套包括非磁性套筒7与非磁性垫圈2。所述的加速度传感器还包括检测控制装置，用于根据检测装置输出的加速度检测结果 信号，控制励磁线圈的输入电流，从而控制励磁线圈的内部磁场。本发明所述的加速度传感器的工作原理如下-如图1、图2与图3所示，在非磁性内筒9中充满了磁性流体10,在磁性流体10里，质 量块12和压电元件4通过非磁性压盖3的内棱锥凹槽定位，当锁紧非磁性压盖3时，产生的预紧力使得质量块12和压电元件4紧密接触，质量块12还受到磁性流体10的阻尼力作用， 质量块12设置有斜凹槽，增加与磁性流体10的有效接触面积，可以同时在水平方向或竖直 方向感受磁性流体的阻尼力，由于非磁性压盖3设置了密封圈5，使得磁性流体10不会溢 出；在非磁性内筒9的外壁沿轴向方向设有周向凹槽，励磁线圈8设置于周向凹槽内，用于 提供均匀的磁场，励磁线圈8外部设置了非磁性套筒9、非磁性压盖3设置了非磁性垫圈， 用于隔绝励磁线圈8的磁场和外界磁场的联系，防止外磁场干扰。当存在外界加速度时，质量块12由于自身惯性的作用，输出相应的位移量，由于压电 元件4与质量块12紧密接触，质量块12的位移量便成为压电元件4的输入量当竖直加速度 输入时，质量块12由于惯性作用在竖直方向产生位移量，此时位于同一端面的两块压电元 件4被压縮，位于另外一个端面的压电元件4被放松，质量块12在竖直方向产生的位移量将 被分解为垂直于压电元件4接触面的分量和平行于压电元件4接触面的分量，此时位于同一 端面的两块压电元件4的输出信号的符号相同，位于不同端面的压电元件的输出信号符号相 反，因此，通过检测压电元件4的输出量，即可确定竖直加速度的值；当水平加速度输入 时，质量块12由于惯性作用在水平方向产生位移量，此时位于同一轴侧的两块压电元件4 被压縮，位于另一轴侧的两块压电元件4被放松，质量块12的水平方向产生的位移量将被 分解为垂直于压电元件4接触面的分量和平行于压电元件4接触面的分量，此时位于同一轴 侧的两块压电元件4的输出信号的符号相同，位于不同轴侧的压电元件的输出信号符号相 反。压电元件4的输出信号大小可确定输入加速度的值，而对比不同压电元件输出信号的符 号，可确定输入加速度是竖直加速度或是水平加速度，从而实现检测方向的二维性。通过控制励磁线圈8的通电电流，改变产生的磁场大小，能改变磁性流体10的粘度， 由于质量块12受到磁性流体10的阻尼力作用，因此可改变质量块12受到的阻尼力作用，进 而改变质量块12的输出位移量。在相同的外界加速度输入时，改变励磁线圈8的通电电 流，改变磁性流体10的粘度，即可改变质量块12的位移量，从而可实现所述加速度传感器 的量程可控性，同时，由于质量块12周向设置斜凹槽，可以同时在水平方向或竖直方向感 受磁性流体的阻尼力，因此可实现所述加速度传感器在二维方向的量程可控性；若大幅度 提高磁性流体10的粘度，在相同的外界加速度输入时，质量块12的位移量将会降低。因 此，可以实现大量程加速度的测量。若进一步将压电元件4的输出量以反馈的形式输入到励磁线圈8的控制电路，控制电路 可以自动根据压电元#4的输出量来调整励磁线圈8的通电电流，则可实现所述加速度传感器的智能性。本例所述加速度传感器结构中不再采用传统的悬臂梁工作方式，转而引入了压电元件 作为弹性元件，提高了所述加速度传感器的测量灵敏度，在工作过程中弹性元件不再出现 弯曲、扭转等物理变形，也提高了加速度传感器的工作寿命和可靠性。因此本发明具有如下优点和有益效果1、 本发明结构上新颖，避免了传统的悬臂梁结构，改变了质量块的工作原理，是对 现有加速度传感器原理上的创新；2、 本发明中采用了质量块与压电元件斜接触式结构，改变了传统一维压电式加速度 传感器中采取的质量块轴线与压电元件接触面法线平行的工作原理，达到检测二维方向输 入加速度的目的，从而实现了检测方向的二维性；3、 本发明中采用磁性流体粘度可控性特点，通过控制励磁线圈的通电电流，改变施 加在磁性流体上的磁场强度，达到控制磁性流体粘度的目的，从而实现了加速度传感器量 程可控性；4、 本发明引入多凹槽质量块和压电元件，通过提高磁性流体的粘度，可以实现大量 程输入加速度的检测5、 本发明中采取了压电元件输出信号的差动连接，能够有效消除各种干扰，提高了 检测准确度；6、 本发明消除了弹性元件在运动过程中产生弯曲、扭转的弹性形变，提高了所述加 速度传感器的工作可靠性；以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为 准。
权利要求
1. 一种准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，包括非磁性腔体、质量块、检测装置与磁性流体，其中非磁性腔体由非磁性材料构成的密闭容器；质量块设于非磁性腔体中部，质量块的两端面与非磁性腔体的接触面的法向与质量块的轴线成一定倾斜角度；且在接触面间设有检测装置，并在质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；且非磁性腔体与质量块形成的空腔中充满磁性流体；检测装置用于检测质量块与非磁性腔体之间压力的变化，输出加速度检测结果信号。
2、 根据权利要求1所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，还包括磁场控 制装置，用于改变磁性流体的粘度，控制质量块轴向的位移量，具体包括-励磁线圈缠绕于非磁性腔体的外部，通过输入电流产生均匀磁场，改变磁性流体的 粘度，控制质量块轴向的位移量。
3、 根据权利要求2所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，还包括检测控 制装置，用于根据检测装置输出的加速度检测结果信号，控制励磁线圈的输入电流，从而 控制励磁线圈的内部磁场。
4、 根据权利要求1或2所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的检 测装置包括一块或者多块压电片通过串连方式或者并联方式组成的压电元件，压电元件设 于质量块与非磁性腔体之间，用于检测质量块的位移量变化，输出可供后续检测电路检测 的信号。
5、 根据权利要求4所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的质量块的一端与非磁性腔体的接触面包括成一定角度的两个接触面，且每个接触面间均设有压电 元件。
6、 根据权利要求5所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的质量块端面为外定位棱锥面，非磁性腔体设有内棱锥凹槽，质量块的外定位棱锥面设于非磁性腔 体的内棱锥凹槽中实现周向定位。
7、 根据权利要求1或2所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的质 量块以高比重材料制成，且所述的质量块是圆柱体或棱柱体，且在质量块周向设置有多道凹槽或叶片，用于增加与磁性流体的有效接触面积。
8、 根据权利要求1或2所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的非磁性腔体包括非磁性内筒与非磁性压盖，其中所述的非磁性内筒两端开口，两端分别通过螺钉固定安装一个非磁性压盖压紧质量 块，组成非磁性腔体，并在质量块、检测装置与非磁性腔体之间产生保持设定的预紧压力；或者，所述的非磁性内筒一端开口，开口处安装一个非磁性压盖压紧质量块，组成非磁性腔 体，并在质量块、检测装置与非磁性腔体之间产生保持设定的预紧压力；或者， 所述的非磁性内筒与非磁性压盖之间还设置有非磁性密封圈。
9、 根据权利要求8所述的准二维磁性流体加速度传感器，其特征在于，所述的非磁性 腔体为圆柱体或棱柱体，外壁沿轴向方向设置有周向凹槽，用于安装励磁线圈。
10、 根据权利要求1或2所述的磁性流体加速度传感器，其特征在于，还包括外壳体， 所述的非磁性腔体、磁性流体、质量块、检测装置或磁场控制装置设置于外壳体内腔中， 外壳体具体包括外套筒、上端盖与下端盖，外套筒与上端盖与下端盖通过螺栓固定，所述 的下端盖上设有安装支脚和/或安装孔，或者；所述的外壳体与非磁性腔体间设有隔离套，用于隔离磁场控制装置与外部磁场的联 系，抑制外界磁场干扰。
全文摘要
本发明所述的一种准二维磁性流体加速度传感器包括非磁性腔体、质量块、检测装置与磁性流体，非磁性腔体是由非磁性材料构成的密闭容器；质量块设于非磁性腔体中部，质量块的两端面与非磁性腔体的接触面的法向与质量块的轴线成一定倾斜角度；且在接触面间设有检测装置，并在质量块、检测装置与非磁性腔体之间保持设定的预紧压力；且非磁性腔体与质量块形成的空腔中充满磁性流体；检测装置用于检测质量块与非磁性腔体之间压力的变化，输出加速度检测结果信号。具有检测方向二维性、大量程、量程可控性、高灵敏度、智能性、高可靠性、工作寿命长等特点。
文档编号G01P15/08GK101246184SQ20071006399
公开日2008年8月20日 申请日期2007年2月15日 优先权日2007年2月15日
发明者刘桂雄, 晨 徐, 程韬波, 邱东勇 申请人:华南理工大学