一种磁性液体微压差传感器的防溢出装置,属于磁性液体微压差传感器的辅助装置,适用于磁性液体微压差测量。解决了由于压强超出临界值时因磁性液体溢出而造成的环境污染和测量结果失真的问题。该装置包括:高强度漆包铜线圈L1(1-1)和L2(1-2)、滑动变阻器R1和R2、交流电源U、电压表V、A/D模数转换器、8031单片机、电机和蜗轮蜗杆结构(2)。高强度漆包铜线均匀、等匝数的缠绕在磁性液体微压差传感器U型有机玻璃管的右臂上部,构成线圈分别和等值滑动变阻器R1、R2串联后,并联在交流电源U的两端,电桥电路输出的电压信号经A/D模数转换器后由8031单片机控制电机转动,带动蜗轮蜗杆结构向上移动,使橡胶塞移出U型管, U型管内液面重新回到平衡位置。
1.一种磁性液体微压差传感器的防溢出装置,该装置包括:高强度漆包铜线圈L1(1-1)和L2(1-2)、滑动变阻器R1和R2、交流电源U、电压表V、A/D模数转换器、8031单片机、电机和蜗轮蜗杆结构(2);高强度漆包铜线均匀、等匝数的缠绕在磁性液体微压差传感器U型有机玻璃管的右臂上部,构成线圈(1-1)和(1-2),线圈间距10mm,线圈(1-1)和(1-2)分别和等值滑动变阻器R1、R2串联后,并联在交流电源U的两端,和两个等值滑动变阻器构成电桥电路,将电桥电路的输出端与A/D模数转换器相连,A/D模数转换器经8031单片机与电机相连,电机带动蜗轮蜗杆结构运动。其特征是:线圈(1-1)、(1-2)和滑动变阻器R1、R2所构成的电桥电路输出的电压信号输入到A/D模数转换器中,A/D模数转换器输出的数字信号经8031单片机控制电机转动,带动蜗轮蜗杆结构(2)向上移动,使橡胶塞移出U型玻璃管左臂上开口,这样U型玻璃管左臂与右臂均与大气连通,U型玻璃管内液面重新回到平衡位置,0.5s后8031单片机控制电机带动蜗轮蜗杆结构反向运动,橡胶塞重新塞入U型玻璃管左臂上开口。
2.根据权利要求1所述的一种磁性液体微压差传感器的防溢出装置,其特征是:所述的交流电源U频率为160kHz~180kHz,峰值为5V~7V。技术领域
本发明属于磁性液体微压差传感器的辅助装置,特别适用于磁性液体微压差测量领域。
背景技术
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型玻璃管两臂液面产生高度差Δh,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。由于磁性液体微压差传感器的U型玻璃管一侧与大气相连通,因此当压力源P一侧加压时,如果P超过临界值,则会造成磁性液体从U型玻璃管与大气相连通的一侧溢出,造成环境污染和测量结果失真。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:在磁性液体微压测量领域,磁性液体微压差传感器中磁性液体溢出的问题。本发明解决其技术问题的技术方案:一种磁性液体微压差传感器的防溢出装置,该装置包括:高强度漆包铜线圈L1和L2、滑动变阻器R1和R2、交流电源U、电压表V、A/D模数转换器、8031单片机、电机和蜗轮蜗杆结构;磁性液体微压差传感器由如下装置构成:高强度漆包铜线均匀、对称、等匝数的缠绕在U型玻璃管的两臂上,构成左臂线圈和右臂线圈,向U型玻璃管内注入磁性液体,橡胶塞塞在U型有机玻璃管的左臂上开口内,U型玻璃管左臂的侧开口端经三通与压力源和压力表连接,左臂线圈和右臂线圈分别和等值定值电阻串联后,并联在交流电源U₀的两端,和定值电阻构成电桥电路;磁性液体微压差传感器原理如下:当U型玻璃管两侧不存在压差时,U型玻璃管内两臂磁性液体液面相平,两臂电感相同,输出电压信号为零。当U型玻璃管的一侧存在微压作用时,磁性液体在管内流动,两臂电感出现差值,电桥平衡被破坏,通过测量输出的电压信号值可以求得压强的变化;磁性液体微压差传感器的防溢出装置原理如下:将高强度漆包铜线均匀、等匝数的缠绕在磁性液体微压差传感器U型玻璃管的右臂上部,构成线圈L1和L2,两线圈间距离10mm,线圈L1和L2分别和等值滑动变阻器R1、R2串联后,并联在交流电源U的两端,与两个等值滑动变阻器构成电桥电路;当施加压强P未超过临界值时,磁性液体不会进入线圈L1和L2中,两线圈与滑动变阻器R1和R2所构成的电桥电路平衡,不产生电压信号;当压强P超过临界值时,磁性液体会进入线圈L1中,此时电桥电路不再平衡,产生电压信号,输出的电压信号经A/D模数转换器转换成数字信号后,输入给8031单片机,8031单片机控制电机旋转带动蜗轮蜗杆结构,橡胶塞从U型玻璃管左臂上开口移走,这样U型玻璃管左臂与右臂均与大气连通,使得U型玻璃管两臂液面重新回到平衡位置,0.5s后8031单片机控制电机带动蜗轮蜗杆结构反向运动,橡胶塞重新塞入U型管左臂上开口。本发明的有益效果:在防溢出装置的作用下,当外界施加的压强P超过临界值时,压强P一侧能够迅速与大气联通,使得U型玻璃管两臂液面重新回到平衡位置,避免了因U型玻璃管内磁性液体的溢出而造成的环境污染和测量结果失真。
附图说明
图1xa0一种磁性液体微压差传感器的防溢出装置。图中:高强度漆包铜线圈1-1和1-2,蜗轮蜗杆结构2。图2xa0防溢出装置电桥电路示意图。图中:滑动变阻器R1和R2、交流电源U和电压表V。图3xa0防溢出装置工作原理图。
具体实施方式
以附图为具体实施方式对本发明作进一步说明:一种磁性液体微压差传感器的防溢出装置,如图1、2、3所示。该装置包括:高强度漆包铜线圈1-1(L1)和1-2(L2)、等值滑动变阻器R1和R2、交流电源U、电压表V、A/D模数转换器、8031单片机、电机和蜗轮蜗杆结构2;高强度漆包铜线均匀、等匝数的缠绕在磁性液体微压差传感器U型玻璃管的右臂上部,构成线圈1-1和1-2,两线圈间距离10mm;xa0线圈1-1和1-2分别和等值滑动变阻器R1、R2串联后,并联在交流电源U的两端,与两个等值滑动变阻器构成电桥电路;当外界施加压强超过临界值时,磁性液体微压差传感器中的磁性液体进入到线圈1-1中,此时线圈1-1与线圈1-2中的电感不再相同,电桥电路不再平衡,产生电压信号,将电桥电路输出的电压信号输入到A/D模数转换器中,如图3所示,将A/D模数转换器输出的数字信号经8031单片机控制电机转动,带动蜗轮蜗杆结构2向上移动,使橡胶塞移出U型玻璃管左臂上开口,此时U型玻璃管左右两臂均与大气联通,U型玻璃管内液面重新回到平衡位置,0.5s后8031单片机控制电机带动蜗轮蜗杆结构反向运动,橡胶塞重新塞入U型玻璃管左臂上开口;高强度漆包铜线圈1-1和1-2的材料选用铜线,因为铜线的电阻率ρ_c较小,产生的热损耗少。使用实例:常温下取高强度漆包铜线圈1-1和1-2直径0.1mm,匝数分别为150匝,如图1所示缠绕在磁性液体微压差传感器右臂上部,所通电流为0.1A,电压6V,频率160KHz;如图2所示连接好电桥电路后,将电桥电路输出的电压信号输入到A/D模数转换器中,如图3所示,将A/D模数转换器输出的数字信号经8031单片机控制电机转动,带动蜗轮蜗杆结构2向上移动,使橡胶塞移出U型玻璃管左臂上开口,U型玻璃管内液面重新回到平衡位置,0.5s后8031单片机控制电机带动蜗轮蜗杆结构反向运动,橡胶塞重新塞入U型管左臂上开口。通过磁性液体微压差传感器的防溢出装置,有效的避免了由于压强超出临界值时因磁性液体溢出而造成的环境污染和测量结果失真。