一种基于磁性材料耦合的流速探测装置

技术领域

本发明涉及流速探测领域，具体涉及一种基于磁性耦合的流速探测装置。

背景技术

流速时指液体单位时间内的位移。现有流速探测装置有皮托管、旋浆式流速仪等。传统流速探测装置的探测精度低。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于磁性材料耦合的流速探测装置，包括腔体、第一磁性材料部、第二磁性材料部，腔体围成管道，腔体的相对面上分别设有第一通孔和第二通孔，第一磁性材料部和第二磁性材料部为条形，第一磁性材料部贯穿第一通孔，第二磁性材料部贯穿第二通孔，在管道内，第一磁性材料部和第二磁性材料部相对，在第一磁性材料部的端面和第二磁性材料部的端面之间设有间隙。

更进一步地，间隙的宽度小于10微米。

更进一步地，在管道内，第一磁性材料部和第二磁性材料部为锥台形，第一磁性材料部端面和第二磁性材料部端面的直径小于其他部位的直径。

更进一步地，第一磁性材料部的端面设有凹槽，第二磁性材料部的端面设有突出部，突出部的材料与第二磁性材料部的材料相同，突出部能够深入到凹槽内，凹槽的方向沿管道的方向。

更进一步地，第二磁性材料部的端部为锥台形，突出部置于锥台的顶面上。

更进一步地，第一磁性材料部和第二磁性材料部的材料为软磁材料。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于磁性材料耦合的流速探测装置，包括腔体、第一磁性材料部、第二磁性材料部，腔体围成管道，腔体的相对面上分别设有第一通孔和第二通孔，第一磁性材料部和第二磁性材料部为条形，第一磁性材料部贯穿第一通孔，第二磁性材料部贯穿第二通孔，在管道内，第一磁性材料部和第二磁性材料部相对，在第一磁性材料部的端面和第二磁性材料部的端面之间设有间隙。应用时，第一磁性材料部和第二磁性材料部连接外部磁路，用以测量第一磁性材料和第二磁性材料部构成的复合结构的磁阻。测量流体的流速时，流体在管道内流动，流体作用到第一磁性材料部和第二磁性材料部，从而改变了间隙的宽度、第一磁性材料部的形状和内部应力、第二磁性材料部的形状和内部应力，从而改变了第一磁性材料部和第二磁性材料部复合结构的磁阻，通过测量该复合结构的磁阻变化实现流速测量。因为本发明中，在流体作用下，同时改变了间隙的宽度、第一磁性材料部的形状和内部应力、第二磁性材料部的形状和内部应力，所以本发明具有流速探测精度高的优点。另外，本发明是基于磁路的，方便在复杂环境应用。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种基于磁性材料耦合的流速探测装置的示意图。

图2是又一种基于磁性材料耦合的流速探测装置的示意图。

图3是再一种基于磁性材料耦合的流速探测装置的示意图。

图4是再一种基于磁性材料耦合的流速探测装置的示意图。

图中：1、腔体；2、管道；3、第一磁性材料部；4、第二磁性材料部；5、间隙。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本发明提供了一种基于磁性材料耦合的流速探测装置。如图1所示，该基于磁性材料耦合的流速探测装置包括腔体1、第一磁性材料部3、第二磁性材料部4。第一磁性材料部3和第二磁性材料部4的材料为软磁材料，用以导通磁场线。腔体1围成管道2，腔体1的相对面上分别设有第一通孔和第二通孔。腔体1的形状在此不做限制。优选地，腔体1的截面为方形，第一通孔和第二通孔分别设置在方形腔体1的相对面上。第一通孔和第二通孔相对设置。第一磁性材料部和第二磁性材料部为条形，第一磁性材料部3贯穿第一通孔，第二磁性材料部4贯穿第二通孔。在管道2内，第一磁性材料部3和第二磁性材料部4相对，第一磁性材料部3和第二磁性材料部4在同一条直线上。在第一磁性材料部3的端面和第二磁性材料部4的端面之间设有间隙5。间隙5的宽度小于10微米，用以实现第一磁性材料部3和第二磁性材料部4之间的强耦合。

应用时，第一磁性材料部3和第二磁性材料部4连接外部磁路，用以测量第一磁性材料3和第二磁性材料部4构成的复合结构的磁阻。测量流体的流速时，流体在管道2内流动，流体作用到第一磁性材料部3和第二磁性材料部4，从而改变了间隙5的宽度、第一磁性材料部3的形状和内部应力、第二磁性材料部4的形状和内部应力，从而改变了第一磁性材料部3和第二磁性材料部4复合结构的磁阻，通过测量该复合结构的磁阻变化实现流速测量。因为本发明中，在流体作用下，同时改变了间隙5的宽度、第一磁性材料部3的形状和内部应力、第二磁性材料部4的形状和内部应力，所以本发明具有流速探测精度高的优点。另外，本发明是基于磁路的，方便在复杂环境应用。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，在管道2内，第一磁性材料部3和第二磁性材料部4为锥台形，第一磁性材料部3端面和第二磁性材料部4端面的直径小于其他部位的直径。也就是说，从腔体1的壁到第一磁性材料部3的端面，第一磁性材料部3的直径逐渐减小；从腔体1的壁到第二磁性材料部4的端面，第二磁性材料部4的直径逐渐减小。这样一来，第一磁性材料部3端面和第二磁性材料部4端面的相对面积减小，在间隙5处，磁场线更集中，第一磁性材料部3和第二磁性材料部4直径的耦合更严重地依赖于两者之间的位置关系，因此，本实施例能够实现更高精度的流速探测。

实施例3

在实施例1的基础上，如图3所示，第一磁性材料部3的端面设有凹槽，第二磁性材料部4的端面设有与之匹配的突出部，突出部的材料与第二磁性材料部4的材料相同，突出部能够深入到凹槽内，凹槽的方向沿管道2的方向。也就是说，在流体作用下，不仅第一磁性材料部3和第二磁性材料部4内部产生应力、形状变化，而且突出部能够在凹槽内移动。当流速较小或没有流速时，突出部在凹槽内，第一磁性材料部3和第二磁性材料部4之间的耦合很强；当流速较大时，突出部移动出凹槽，从而剧烈地减小第一磁性材料部3和第二磁性材料部4之间的耦合，从而能够更高精度地探测流速。

实施例4

在实施例3的基础上，如图4所示，第二磁性材料部4的端部为锥台形，突出部置于锥台的顶面上。这样一来，第二磁性材料部4更细，从而导致第二磁性材料部4更容易偏折，从而导致突出部更容易从凹槽内移动出来，从而更剧烈地改变第一磁性材料部3和第二磁性材料部4之间的耦合，从而更剧烈地改变第一磁性材料部3和第二磁性材料部4复合结构的磁阻，从而实现更高精度的流速探测。

更进一步地，第一磁性材料部3的直径大于第二磁性材料部4的直径。也就是说，相对于第一磁性材料部3，第二磁性材料部4更细。这样一来，在流体作用下，第二磁性材料部4更容易偏折，从而导致突出部更容易移动出凹槽，从而更剧烈地改变第一磁性材料部3和第二磁性材料部4之间的耦合，从而更剧烈地改变第一磁性材料部3和第二磁性材料部4复合结构的磁阻，从而实现更高精度的流速探测。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。