一种磁流变液沉降速度检测装置、方法及系统与流程

本发明涉及磁流变液沉降特性测试领域，特别是涉及一种磁流变液沉降速度检测装置、方法及系统。

背景技术：

磁流变液是当前非常热门的一种智能材料，由磁性颗粒、载液和添加剂混合而成，被广泛地应用于减震、抛光、建筑、汽车等领域。随着对磁流变液应用研究的深入，工程上对磁流变液的性能要求也逐渐变高。但是由于磁流变液中的分散相(磁性颗粒)与连续相(载液和添加剂)之间存在着较大的密度差和重力现象，因此磁流变液的沉降速度以及沉降稳定性问题始终是难以避免的。也恰恰是因为这一缺陷，严重阻碍了磁流变液的广泛应用。在现有的参考文献研究中存在以下几种方法：透光率脉动检测法、定时定量化学采样法、电感法等均用于探测磁流变液的沉降过程中浓度变化，但是这些表征方法都或多或少存在一些弊端，只适用于实验环境且较难应用于实际工程中的检测。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种磁流变液沉降速度检测装置、方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种磁流变液沉降速度检测装置，所述检测装置包括：第一导线、第二导线、内壁面、外壁面、磁流变液以及极板；所述第一导线与所述内壁面的外侧连通，所述第二导线与所述外壁面的外侧连通；所述磁流变液设置在所述内壁面与所述外壁面之间；多个所述极板成对设置在所述内壁面的内侧与所述外壁面的内侧。

可选的，所述磁流变液包括载液以及铁磁性颗粒。

一种磁流变液沉降速度检测方法，所述方法应用上述的检测装置，包括：

向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场，所述磁场方向垂直于内壁面和外壁面；

测量施加磁场后的磁流变液的阻抗值，测量完后撤销磁场；

根据所述阻抗值检测磁流变液的沉降速度。

可选的，所述根据所述阻抗值检测磁流变液的沉降速度，具体包括：

获取磁流变液阻抗值与磁流变液中铁磁性颗粒浓度的关系曲线；

根据所述关系曲线以及所述阻抗值，确定磁流变液中铁磁性颗粒浓度；

根据所述磁流变液中铁磁性颗粒浓度，检测磁流变液的沉降速度。

可选的，在所述根据所述阻抗值检测磁流变液的沉降速度，之后还包括：

根据所述磁流变液的沉降速度，判断所述磁流变液的沉降状态；

当判断结果表述所述磁流变液的沉降状态低于稳定阈值时，在预设时间后再次向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场；

测量再次施加磁场后的磁流变液的阻抗值。

一种磁流变液沉降速度检测系统，包括：

第一磁场施加模块，用于向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场，所述磁场方向垂直于内壁面和外壁面；

测量模块，用于测量施加磁场后的磁流变液的阻抗值，测量完后撤销磁场；

检测模块，用于根据所述阻抗值检测磁流变液的沉降速度。

可选的，所述检测模块具体包括：

关系曲线获取单元，用于获取磁流变液阻抗值与磁流变液中铁磁性颗粒浓度的关系曲线；

浓度确定单元，用于根据所述关系曲线以及所述阻抗值，确定磁流变液中铁磁性颗粒浓度；

速度检测单元，用于根据所述磁流变液中铁磁性颗粒浓度，检测磁流变液的沉降速度。

可选的，所述系统还包括：

判断模块，用于根据所述磁流变液的沉降速度，判断所述磁流变液的沉降状态；

第二磁场施加模块，用于当判断结果表述所述磁流变液的沉降状态低于稳定阈值时，在预设时间后再次向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场；

第二测量模块，用于测量再次施加磁场后的磁流变液的阻抗值。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明提出通过测量磁流变液的阻抗值来表征磁流变液的沉降速度，通过本发明的方法进行磁流变液沉降速度的检测，克服了现有技术只能在实验环境下检测的弊端，并且能够应用于工程实际中磁流变液的失效检测，本发明对磁流变液沉降的检测有较高的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例磁流变液沉降速度检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例磁流变液沉降速度检测方法的流程图；

图3为本发明实施例磁流变液沉降速度检测系统的结构框图。

具体实施方式

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，磁流变液沉降速度检测装置包括：第一导线1、第二导线7、内壁面2、外壁面6、磁流变液以及极板5；所述磁流变液包括载液3以及铁磁性颗粒4。所述第一导线1与所述内壁面2的外侧连通，所述第二导线7与所述外壁面6的外侧连通；所述磁流变液设置在所述内壁面2与所述外壁面6之间；多个所述极板5成对设置在所述内壁面2的内侧与所述外壁面6的内侧，并且与磁流变液充分接触。

磁流变液沉降速度检测方法应用上述的检测装置，如图2所示，磁流变液沉降速度检测方法包括：

步骤201：向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场，所述磁场方向垂直于内壁面和外壁面。

步骤202：测量施加磁场后的磁流变液的阻抗值，测量完后撤销磁场。

步骤203：根据所述阻抗值检测磁流变液的沉降速度。获取磁流变液阻抗值与磁流变液中铁磁性颗粒浓度的关系曲线；根据所述关系曲线以及所述阻抗值，确定磁流变液中铁磁性颗粒浓度；根据所述磁流变液中铁磁性颗粒浓度，检测磁流变液的沉降速度。

由于磁流变液的阻抗值与磁流变液中铁磁性颗粒的浓度呈负相关函数即其中，z表示阻抗值，r(φ)为磁流变液的电阻值是关于浓度φ的函数，c(φ)为磁流变液的电容值是关于浓度φ的函数，ω为频率，j表示虚部方向

而且根据柯西理论可知磁流变液的沉降速度是铁磁性颗粒浓度的函数即v＝v0φ^k，v表示沉降速度；φ表示浓度；v0，k表示常数。因此可以通过磁流变液的阻抗值z来表征磁流变液的沉降速率v。

在步骤103之后还包括：

根据所述磁流变液的沉降速度，判断所述磁流变液的沉降状态；磁流变液的沉降稳定性可通过沉降速度进行判定，当沉降速度为0时，即完全沉降，此时的磁流变液失效。

当判断结果表述所述磁流变液的沉降状态低于稳定阈值时，在预设时间后再次向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场；

测量再次施加磁场后的磁流变液的阻抗值。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提出通过测量磁流变液的阻抗值来表征磁流变液的沉降速度，通过本发明的方法进行磁流变液沉降速度的检测，克服了现有技术只能在实验环境下检测的弊端，并且能够应用于工程实际中磁流变液的失效检测，本发明对磁流变液沉降的检测有较高的测量精度。

如图3所示，一种磁流变液沉降速度检测系统，包括：

第一磁场施加模块301，用于向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场，所述磁场方向垂直于内壁面和外壁面。

测量模块302，用于测量施加磁场后的磁流变液的阻抗值，测量完后撤销磁场。

检测模块303，用于根据所述阻抗值检测磁流变液的沉降速度。

所述检测模块303具体包括：

关系曲线获取单元，用于获取磁流变液阻抗值与磁流变液中铁磁性颗粒浓度的关系曲线；

浓度确定单元，用于根据所述关系曲线以及所述阻抗值，确定磁流变液中铁磁性颗粒浓度；

速度检测单元，用于根据所述磁流变液中铁磁性颗粒浓度，检测磁流变液的沉降速度。

所述系统还包括：

判断模块，用于根据所述磁流变液的沉降速度，判断所述磁流变液的沉降状态；

第二磁场施加模块，用于当判断结果表述所述磁流变液的沉降状态低于稳定阈值时，在预设时间后再次向磁流变液沉降速度检测装置施加磁场；

第二测量模块，用于测量再次施加磁场后的磁流变液的阻抗值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。