一种高灵敏度的二维磁性液体加速度传感器，属于惯性传感器技术领域。解决了现有二维磁性液体加速度传感器结构较为复杂，灵敏度不高的问题。该传感器外壳、线圈、永磁体、隔磁块、导磁空心十字管、橡胶塞和卡簧组成。外壳为分瓣式结构，由上瓣外壳与下瓣外壳组合而成，上瓣外壳与下瓣外壳通过相互吻合的凹凸结构连接在一起，其连接方式可采用粘结、螺栓连接、螺纹连接。导磁空心十字管与隔磁块以及永磁体粘接在一起构成惯性质量，通过调整导磁空心十字管内部空腔体积，使得惯性质量的整体当量密度与磁性液体密度相等，能够在磁性液体中保持稳定悬浮状态，并处于外壳内腔垂直平面的中心位置。该传感器结构简单，灵敏度高。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及传感器
，具体地说，本技术涉及磁性液体加速度传感器。
技术介绍
加速度传感器是应用最广的传感器之一。随着当今科技的不断发展，对加速度传感器的性能的要求也越来越高。相比传统加速度传感器，磁性液体加速度传感器没有机械磨损，具有可靠性高，能耗低、结构简单、低频响应好等优点，如专利US4047439所描述的磁性液体加速度传感器。然而，在多维加速度测量领域，磁性液体加速度传感器应用较少。现有的磁性液体二维加速度传感器如EP0513866、US4676103、US4984463等结构较为复杂，灵敏度不高。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是，现有二维磁性液体加速度传感器结构较为复杂，灵敏度不高。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高灵敏度的二维磁性液体加速度传感器，构成该传感器的各部分之间的连接：导磁空心十字管、第一隔磁块、第二隔磁块、第三隔磁块、第四隔磁块、第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体粘接在一起构成惯性质量。惯性质量浸没于充满磁性液体的外壳内腔中。所述的外壳为分瓣式结构，由上瓣外壳与下瓣外壳组合而成，上瓣外壳与下瓣外壳通过相互吻合的凹凸结构连接在一起，其连接方式可采用粘结、螺栓连接、螺纹连接。外壳四个方向的外圆周上开有四个卡簧槽，外壳上开有两个液体注入孔，每个液体注入孔均设有橡胶塞。第一卡簧、第二卡簧、第三卡簧及第四卡簧分别安装在外壳上的四个卡簧槽内，第一电感线圈、第二电感线圈、第三电感线圈、第四电感线圈安装在外壳上，第一电感线圈、第二电感线圈、第三电感线圈、第四电感线圈各自的一个端面分别紧贴在第一卡簧8-1、第二卡簧8-2、第三卡簧8-3、第四卡簧8-4的一个端面上。装配时，将导磁空心十字管与第一隔磁块、第二隔磁块、第三隔磁块、第四隔磁块、第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体组成的惯性质量放入下瓣外壳的内腔中，再将密封胶均匀涂抹至上下两瓣外壳的结合处，然后将上瓣外壳与下瓣外壳进行连接固定，如粘接、螺纹连接或螺栓连接，上下两瓣外壳连接时凹凸结构相互吻合，将磁性液体从两个液体注入孔注入，当磁性液体溢出注入孔时，将第一橡胶塞和第二橡胶塞分别堵住第一液体注入孔和第二液体注入孔。所述的导磁空心十字管与第一隔磁块、第二隔磁块、第三隔磁块、第四隔磁块、第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体粘接在一起构成惯性质量，通过调整导磁空心十字管内部空腔体积，使得惯性质量的整体当量密度与磁性液体密度相等，能够在磁性液体中保持稳定悬浮状态，并处于外壳内腔垂直平面的中心位置。所述的电感线圈与信号处理电路相连，将惯性质量的位移转化为电信号输出。在非工作状态时，惯性质量处于初始位置即外壳内腔水平面的中心位置。当工作状态时，即检测到被测物体存在加速度时，由于惯性力的作用，惯性质量与外壳之间会产生相对位移。此时，由于磁性液体的二阶浮力原理(所谓磁性液体二阶浮力原理指的是当永磁体浸没于磁性液体中，一旦永磁体偏离磁性液体区域的中心位置时，会产生一个力驱使永磁体回到磁性液体区域的中心位置)的作用，所产生的回复力与惯性力保持平衡，通过缠绕在外壳外部的线圈检测出电信号的变化，从而得到所测加速度。所述的永磁体与导磁空心十字管之间用隔磁块隔开，避免导磁空心十字管在强磁场下被磁化，提高了传感器灵敏度。该传感器结构简单，灵敏度高。附图说明图1一种高灵敏度的二维磁性液体加速度传感器结构图。图2图1的A-A截面图。图3图2的B-B截面图。图4导磁空心十字管正视图。图中：下瓣外壳1-1、上瓣外壳1-2、第一线圈2-1、第二线圈2-2、第三线圈2-3、第四线圈2-4、第一永磁体3-1、第二永磁体3-2、第三永磁体3-3、第四永磁体3-4、第一隔磁块4-1、第二隔磁块4-2、第三隔磁块4-3、第四隔磁块4-4、第一橡胶塞5、导磁空心十字管6、第二橡胶塞7。具体实施方式以附图为具体实施方式对本技术作进一步说明：一种高灵敏度的二维磁性液体加速度传感器，如图1—图4，该传感器包括：下瓣外壳1-1、上瓣外壳1-2、第一线圈2-1、第二线圈2-2、第三线圈2-3、第四线圈2-4、第一永磁体3-1、第二永磁体3-2、第三永磁体3-3、第四永磁体3-4、第一隔磁块4-1、第二隔磁块4-2、第三隔磁块4-3、第四隔磁块4-4、第一橡胶塞5、导磁空心十字管6、第二橡胶塞7、第一卡簧8-1、第二卡簧8-2、第三卡簧8-3、第四卡簧8-4。构成该传感器的各部分之间的连接：导磁空心十字管6、第一隔磁块4-1、第二隔磁块4-2、第三隔磁块4-3、第四隔磁块4-4、第一永磁体3-1、第二永磁体3-2、第三永磁体3-3和第四永磁体3-4粘接在一起构成惯性质量。惯性质量浸没于充满磁性液体的外壳内腔中。所述的外壳为分瓣式结构，由上瓣外壳1-2与下瓣外壳1-1组合而成，上瓣外壳1-2与下瓣外壳1-1通过相互吻合的凹凸结构连接在一起，其连接方式可采用粘结、螺栓连接、螺纹连接。外壳四个方向的外圆周上开有四个卡簧槽，外壳上开有两个液体注入孔，分别设有第一橡胶塞5和第二橡胶塞7。第一卡簧8-1、第二卡簧8-2、第三卡簧8-3及第四卡簧8-4分别安装在外壳上的四个卡簧槽内，第一电感线圈2-1、第二电感线圈2-2、第三电感线圈2-3、第四电感2-4线圈安装在外壳上，第一电感线圈2-1、第二电感线圈2-2、第三电感线圈2-3、第四电感线圈2-4各自的一个端面分别紧贴在第一卡簧8-1、第二卡簧8-2、第三卡簧8-3、第四卡簧8-4的一个端面上。装配时，先将导磁空心十字管6与第一隔磁块4-1、第二隔磁块4-2、第二隔磁块4-3、第四隔磁块4-4、第一永磁体3-1、第二永磁体3-2、第三永磁体3-3和第四永磁体3-4组成的惯性质量放入下瓣外壳的内腔中，再将密封胶均匀涂抹至上下两瓣外壳的结合处，然后将上瓣外壳1-2与下瓣外壳1-1进行连接固定，如粘接、螺纹连接或螺栓连接，上下两瓣外壳连接时凹凸结构相互吻合，将磁性液体从两个液体注入孔注入，当磁性液体溢出注入孔时，将第一橡胶塞5和第二橡胶塞7分别堵住第一液体注入孔和第二液体注入孔。所述的导磁空心十字管6与第一隔磁块4-1、第二隔磁块4-2、第二隔磁块4-3、第四隔磁块4-4、第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体粘接在一起构成惯性质量，通过调整导磁空心十字管6内部空腔体积，使得惯性质量的整体当量密度与磁性液体密度相等，能够在磁性液体中保持稳定悬浮状态，并处于外壳内腔垂直平面的中心位置。所述的第一线圈2-1、第二线圈2-2、第三线圈2-3、第四线圈2-4与信号处理电路相连，将惯性质量的的位移转化为电信号输出。在非工作状态时，惯性质量处于初始位置即外壳内腔水平面的中心位置。当工作状态时，即检测到被测物体存在加速度时，由于惯性力的作用，惯性质量与外壳之间会产生相对位移。此时，由于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高灵敏度的二维磁性液体加速度传感器，其特征是，包括：下瓣外壳(1‑1)、上瓣外壳(1‑2)、第一线圈(2‑1)、第二线圈(2‑2)、第三线圈(2‑3)、第四线圈(2‑4)、第一永磁体(3‑1)、第二永磁体(3‑2)、第三永磁体(3‑3)、第四永磁体(3‑4)、第一隔磁块(4‑1)、第二隔磁块(4‑2)、第三隔磁块(4‑3)、第四隔磁块(4‑4)、第一橡胶塞(5)、导磁空心十字管(6)、第二橡胶塞(7)、第一卡簧(8‑1)、第二卡簧(8‑2)、第三卡簧(8‑3)、第四卡簧(8‑4)；导磁空心十字管(6)、第一隔磁块(4‑1)、第二隔磁块(4‑2)、第三隔磁块(4‑3)、第四隔磁块(4‑4)、第一永磁体(3‑1)、第二永磁体(3‑2)、第三永磁体(3‑3)和第四永磁体(3‑4)粘接在一起构成惯性质量；惯性质量浸没于充满磁性液体的外壳内腔中；所述的外壳为分瓣式结构，由上瓣外壳(1‑2)与下瓣外壳(1‑1)组合而成，上瓣外壳(1‑2)与下瓣外壳(1‑1)通过相互吻合的凹凸结构连接在一起，其连接方式可采用粘结、螺栓连接、螺纹连接；外壳四个方向的外圆周上开有四个卡簧槽，外壳上开有两个液体注入孔，分别设有第一橡胶塞(5)和第二橡胶塞(7)；第一卡簧(8‑1)、第二卡簧(8‑2)、第三卡簧(8‑3)及第四卡簧(8‑4)分别安装在外壳上的四个卡簧槽内，第一线圈(2‑1)、第二线圈(2‑2)、第三线圈(2‑3)、第四线圈(2‑4)安装在外壳上，第一线圈(2‑1)、第二线圈(2‑2)、第三线圈(2‑3)、第四线圈(2‑4)各自的一个端面分别紧贴在第一卡簧(8‑1)、第二卡簧(8‑2)、第三卡簧(8‑3)、第四卡簧(8‑4)的一个端面上；所述的第一线圈(2‑1)、第二线圈(2‑2)、第三线圈(2‑3)、第四线圈(2‑4)与信号处理电路相连，将惯性质量的位移转化为电信号输出；所述的第一永磁体(3‑1)、第二永磁体(3‑2)、第三永磁体(3‑3)、第四永 磁体(3‑4)与导磁空心十字管(6)之间分别用第一隔磁块(4‑1)、第二隔磁块(4‑2)、第二隔磁块(4‑3)、第四隔磁块(4‑4)隔开，避免导磁空心十字管(6)在强磁场下被磁化，提高了传感器灵敏度。...
【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度的二维磁性液体加速度传感器，其特征是，包括：下瓣外壳(1-1)、上瓣外壳(1-2)、第一线圈(2-1)、第二线圈(2-2)、第三线圈(2-3)、第四线圈(2-4)、第一永磁体(3-1)、第二永磁体(3-2)、第三永磁体(3-3)、第四永磁体(3-4)、第一隔磁块(4-1)、第二隔磁块(4-2)、第三隔磁块(4-3)、第四隔磁块(4-4)、第一橡胶塞(5)、导磁空心十字管(6)、第二橡胶塞(7)、第一卡簧(8-1)、第二卡簧(8-2)、第三卡簧(8-3)、第四卡簧(8-4)；
导磁空心十字管(6)、第一隔磁块(4-1)、第二隔磁块(4-2)、第三隔磁块(4-3)、第四隔磁块(4-4)、第一永磁体(3-1)、第二永磁体(3-2)、第三永磁体(3-3)和第四永磁体(3-4)粘接在一起构成惯性质量；
惯性质量浸没于充满磁性液体的外壳内腔中；
所述的外壳为分瓣式结构，由上瓣外壳(1-2)与下瓣外壳(1-1)组合而成，上瓣外壳(1-2)与下瓣外壳(1-1)通过相互吻合的凹凸结构连接在一起，其连接方式可采用粘结、螺栓连接、螺纹连接；
外壳四个方向的外圆周上开有四个卡簧槽，外壳上开有两个液体注入孔，分别设有第一橡胶塞(5)和第二橡胶塞(7)；
第一卡簧(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德才，钱乐平，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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