專利名稱:磁性潤(rùn)滑油納米顆??臻g分布規(guī)律智能測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于納米液體功能材料測(cè)試儀器,特別是其處于磁場(chǎng)中 性能的測(cè)試儀器。
二背景技術(shù):
"傳統(tǒng)潤(rùn)滑油"在受到重力、磁力、離心力作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)滴流、 飛濺、泄漏、損耗、貧乏等現(xiàn)象,造成環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),"潤(rùn)滑 油的保持"問題一直是國(guó)際上材料學(xué)家所關(guān)注的熱點(diǎn),而磁性潤(rùn)滑油 中納米磁性顆粒處于磁場(chǎng)中的分布規(guī)律對(duì)潤(rùn)滑油的保持起著決定性 作用,磁性潤(rùn)滑油的開發(fā)應(yīng)用,需要構(gòu)建磁場(chǎng)環(huán)境,而構(gòu)成磁性潤(rùn)滑 油的核心組分--納米磁性顆粒處于磁場(chǎng)中的分布是受磁場(chǎng)梯度控 制,掌握和了解這種分布規(guī)律,就能根據(jù)不同潤(rùn)滑環(huán)境,給出不同的 磁場(chǎng)條件,就能從根本上解決"潤(rùn)滑油的保持"問題,測(cè)量磁性潤(rùn)滑 油中納米磁性顆粒隨磁場(chǎng)梯度變化的空間分布規(guī)律是有利于開發(fā)研 究工作開展的前提,而目前此類實(shí)驗(yàn)設(shè)備仍處于空白狀態(tài)。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述不足問題,提供一種磁性潤(rùn)滑油納米顆 粒空間分布規(guī)律智能測(cè)試儀,結(jié)構(gòu)合理,測(cè)試精確。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是磁性潤(rùn)滑油納米顆 ??臻g分布規(guī)律智能測(cè)試儀,主要由底座上并排安裝有梯度磁場(chǎng)系統(tǒng) 和測(cè)試系統(tǒng),梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)為下磁極通過隔磁柱固定在底座上,下磁極上裝有電磁鐵系統(tǒng),電磁鐵系統(tǒng)上裝有杯座,下磁極通過四個(gè)磁軛 條和上磁環(huán)之間連接,上磁環(huán)中心開有孔,測(cè)量系統(tǒng)為升降控制儀的 儀器臺(tái)上放置傳感器和數(shù)據(jù)采集儀,傳感器通過吊繩連接測(cè)球,測(cè)球 置于待測(cè)磁性潤(rùn)滑油盛杯中,盛杯穿過上磁環(huán)孔中放置于杯座內(nèi)。
所述升降控制儀由升降架下板上通過升降架立柱固定升降架上 板,升降架上板上通過電機(jī)支架裝有電機(jī),電機(jī)輸出軸與螺桿連接, 螺桿上螺紋連接升降板,升降板通過平臺(tái)支柱固定裝有儀器平臺(tái),螺 桿上端裝有凸輪,電機(jī)支架上裝有計(jì)數(shù)開關(guān),凸輪上的凸起與計(jì)數(shù)開 關(guān)上的凸起相觸。
所述磁性潤(rùn)滑油是由納米級(jí)磁性顆粒經(jīng)具有極性的表面活性劑 單分子層包覆,再與適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油充分混合而制成的一種超順磁性固 -液相溶的液體。
所述數(shù)據(jù)采集儀的信息輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)處理后連接打印機(jī)。 所述磁軛條內(nèi)表面與電磁鐵外表面的距離大于電磁鐵上表面與 上磁環(huán)下表面的距離。
所述升降架立柱上帶有標(biāo)尺。
所述升降架上板和升降架下板上分別裝有上終端開關(guān)和下終端 開關(guān)。
所述計(jì)算機(jī)裝有數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng),接收采集數(shù)據(jù)信息后進(jìn)行數(shù) 據(jù)處理,數(shù)據(jù)處理后繪制曲線和曲線數(shù)據(jù)的讀取,保存,打印。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,操作容易,主要是用來測(cè)試有梯度磁場(chǎng)情 況下,盛杯中的磁性潤(rùn)滑油中納米磁性顆粒各層面的分布,或者某一 層面在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度情況下納米磁性顆粒的分布(簡(jiǎn)稱納米磁性顆粒 分布),采用流體靜力稱衡法,可以測(cè)出磁場(chǎng)中納米磁性顆粒的分布。 智能化測(cè)量磁性潤(rùn)滑油中納米磁性顆粒隨磁場(chǎng)梯度變化的空間分布 規(guī)律,這種分布規(guī)律對(duì)"潤(rùn)滑油的保持"起著決定性作用。自制的磁性潤(rùn)滑油是由納米級(jí)磁性顆粒經(jīng)具有極性的表面活性劑單分子層包 覆再與適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油充分混合而制成的一種特殊超順磁性固-液相溶 的液體,是一種對(duì)磁場(chǎng)敏感,可流動(dòng)的納米磁性潤(rùn)滑材料,在磁場(chǎng)中 就可以避免滴流、飛濺、泄漏、損耗、貧乏等現(xiàn)象;將一個(gè)裝有固-液相溶的納米磁性潤(rùn)滑油的盛杯放在一個(gè)不均勻的磁場(chǎng)中,盛杯內(nèi)不 同層面磁性潤(rùn)滑油中納米磁性顆粒的分布就不相同;當(dāng),性潤(rùn)滑油表 面處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí),磁性潤(rùn)滑油中的納米磁性顆粒的分布均勻、 取向自由;當(dāng)改變磁性潤(rùn)滑油表面處磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),磁性潤(rùn)滑油中的納 米磁性顆粒分布就不均勻,這就是處于磁場(chǎng)中納米磁性潤(rùn)滑油所具有 的特性。本發(fā)明儀器操作簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)效果表觀顯著,觀察性和科研性 極強(qiáng)。
四
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明俯視圖。
圖3為本發(fā)明升降儀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3右視圖。
五具體實(shí)施例方式
如圖1、2所示的磁性潤(rùn)滑油納米顆粒空間分布規(guī)律智能測(cè)試儀, 主要由底座2上并排安裝有梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng),梯度磁場(chǎng)系統(tǒng) 為下磁極4通過隔磁柱3固定在底座2上,下磁極上裝有電磁鐵系統(tǒng) 5,電磁鐵系統(tǒng)上裝有杯座8,下磁極通過四個(gè)磁軛條6和上磁環(huán)10 之間連接,上磁環(huán)中心開有孔,電磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度在以鐵芯7為縱軸方 向上的變化盡量均勻,即在縱軸方向上磁場(chǎng)梯度接近常數(shù)縱軸方向 上梯度磁場(chǎng)分布盡量長(zhǎng),首先根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度和范圍確定鐵芯尺寸(直 徑、長(zhǎng)度)和線圈的安匝數(shù);其次根據(jù)縱向磁場(chǎng)長(zhǎng)度和梯度的要求, 確定上磁環(huán)的高度位置和內(nèi)徑的大小,在下磁極和上磁環(huán)之間連接了四個(gè)磁軛條具有一定的截面積,磁軛條6內(nèi)表面與鐵芯外表面的距離 大于鐵芯上表面與上磁環(huán)10下表面的距離,避免從鐵芯7出來的磁 力線不經(jīng)過上磁環(huán)10而直接進(jìn)入磁軛條6。隔磁柱3隔斷下磁極4 和下底座系統(tǒng)2之間磁路。
測(cè)量系統(tǒng)為升降控制儀的儀器臺(tái)上放置傳感器和數(shù)據(jù)采集儀,傳 感器13通過吊繩12連接測(cè)球1,測(cè)球1置于盛裝納米磁性潤(rùn)滑油9 盛杯11中,盛杯穿過上磁環(huán)孔中放置于杯座8內(nèi),納米磁性潤(rùn)滑油 9是納米級(jí)磁性顆粒經(jīng)具有極性的表面活性劑單分子層包覆,再與適 當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油充分混合而制成的一種超順磁性固-液相溶的液體。升降 控制儀由升降架下板14上通過升降架立柱16固定升降架上板17, 其中一個(gè)升降架立柱上帶有標(biāo)尺18,升降架上板上通過電機(jī)支架19 裝有電機(jī)20,電機(jī)輸出軸與螺桿21連接,螺桿上螺紋連接升降板15, 升降板通過平臺(tái)支柱22固定裝有儀器平臺(tái)23 ,螺桿上端裝有凸輪24, 電機(jī)支架19上裝有計(jì)數(shù)開關(guān)25,凸輪24上的凸起與計(jì)數(shù)開關(guān)25上 的凸起相觸進(jìn)行計(jì)數(shù)。
數(shù)據(jù)采集儀26接通傳感器13,將采集的信息輸入計(jì)算機(jī)27,計(jì) 算機(jī)裝有數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng),接收采集數(shù)據(jù)信息后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,數(shù) 據(jù)處理后繪制曲線和曲線數(shù)據(jù)的讀取,保存,打印。
在測(cè)試中要借助一個(gè)非鐵磁性物質(zhì)如圖一中測(cè)球1,在測(cè)納米磁 性顆粒的分布之前,要分別測(cè)出測(cè)球l在空氣中的電壓值f/,在蒸餾 水中的電壓值t/w,在磁性潤(rùn)滑油中的電壓值^,根據(jù)測(cè)量公式有<formula>formula see original document page 7</formula>
例如要測(cè)試盛杯中某一層面上納米磁性顆粒的分布,可將測(cè)球移到此 處,通過測(cè)試系統(tǒng)可測(cè)出該處測(cè)球1電壓值K測(cè)出,其余的(/、 t/w、 A可事先測(cè)出和查表求得,再通過上式就可得到出該處納米磁性顆粒的分布A,式中^為蒸餾水的密度。
測(cè)球升降到某一位置,就可以利用數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)通過上邊公式給出該 位置的納米磁性顆粒的分布。
實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)激磁線圈通電后,鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生高密度的磁力線, 假如這些磁力線是從鐵芯下端傳出,就會(huì)順利地進(jìn)入下磁軛4、磁軛 條6、上磁環(huán)IO,再穿過上磁環(huán)10和鐵芯7之間的空間,進(jìn)入鐵芯 回到鐵芯,形成一個(gè)封閉回環(huán)。在整個(gè)回環(huán)中,磁勢(shì)在磁的良導(dǎo)體鐵 的回路中損失很小,主要降在上磁環(huán)10和鐵芯7之間即我們需要的 空間,這對(duì)提高磁場(chǎng)利用率、降低激磁功率損耗是有好處的。
當(dāng)電機(jī)9通電轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)螺桿21轉(zhuǎn)動(dòng),通過和螺母28偶合, 將帶動(dòng)升降板15、平臺(tái)支柱22、儀器平臺(tái)23上下移動(dòng),再通過傳感 器13、吊繩12及測(cè)球1上下移動(dòng),測(cè)出盛杯11中磁性潤(rùn)滑油各層 面納米磁性顆粒的分布,上終端開關(guān)29、下終端開關(guān)30對(duì)升降板上 下移動(dòng)限位。當(dāng)電機(jī)20帶動(dòng)螺桿21轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),凸輪24上的凸起會(huì)不 斷地碰撞計(jì)數(shù)開關(guān)25上的凸起,這樣可計(jì)錄螺桿旋轉(zhuǎn)次數(shù),通過螺 距也可給出測(cè)球移動(dòng)的距離。
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)碼升降控制儀 將采集的數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理再經(jīng)過打印機(jī)打印出納米磁性顆 粒的分布與軸向高度的關(guān)系曲線(激磁電流不變,只改變測(cè)球高度), 或者盛杯中某一層面處納米磁性顆粒的分布與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(層面 高度不變,只改變激磁電流)。
權(quán)利要求
1、磁性潤(rùn)滑油納米顆粒空間分布規(guī)律智能測(cè)試儀,其特征是其主要由底座上并排安裝有梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng),梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)為下磁極通過隔磁柱固定在底座上,下磁極上裝有電磁鐵系統(tǒng),電磁鐵系統(tǒng)上裝有杯座,下磁極通過四個(gè)磁軛條和上磁環(huán)之間連接,上磁環(huán)中心開有孔,測(cè)量系統(tǒng)為升降控制儀的儀器臺(tái)上放置傳感器和數(shù)據(jù)采集儀,傳感器通過吊繩連接測(cè)球,測(cè)球置于待測(cè)磁性潤(rùn)滑油盛杯中,盛杯穿過上磁環(huán)孔中放置于杯座內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性潤(rùn)滑油納米顆??臻g分布規(guī)律智 能測(cè)試儀,其特征是升降控制儀由升降架下板上通過升降架立柱固 定升降架上板,升降架上板上通過電機(jī)支架裝有電機(jī),電機(jī)輸出軸與 螺桿連接,螺桿上螺紋連接升降板,升降板通過平臺(tái)支柱固定裝有儀 器平臺(tái),螺桿上端裝有凸輪,電機(jī)支架上裝有計(jì)數(shù)開關(guān),凸輪上的凸 起與計(jì)數(shù)開關(guān)上的凸起相觸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性潤(rùn)滑油納米顆??臻g分布規(guī)律智 能測(cè)試儀,其特征是磁性潤(rùn)滑油是納米級(jí)磁性顆粒經(jīng)具有極性的表 面活性劑單分子層包覆,再與適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油充分混合而制成的一種超 順磁性固-液相溶的液體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性潤(rùn)滑油納米顆??臻g分布規(guī)律智 能測(cè)試儀,其特征是數(shù)據(jù)采集儀的信息輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)處理后 連接打印機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性潤(rùn)滑油納米顆??臻g分布規(guī)律智 能測(cè)試儀,其特征是磁軛條內(nèi)表面與電磁鐵外表面的距離大于電磁 鐵上表面與上磁環(huán)下表面的距離。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性潤(rùn)滑油納米顆??臻g分布規(guī)律智能測(cè)試儀,其特征是升降架立柱上帶有標(biāo)尺。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性潤(rùn)滑油納米顆粒空間分布規(guī)律智 能測(cè)試儀,其特征是升降架上板和升降架下板上分別裝有上終端開 關(guān)和下終端開關(guān)。
8、 '根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性潤(rùn)滑油納米顆粒空間分布規(guī)律智 能測(cè)試儀,其特征是計(jì)算機(jī)裝有數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng),接收采集數(shù)據(jù) 信息后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)處理后繪制曲線和曲線數(shù)據(jù)的讀取,保存, 打印。
全文摘要
本發(fā)明屬于納米液體功能材料測(cè)試儀器。磁性潤(rùn)滑油納米顆粒空間分布規(guī)律智能測(cè)試儀,其主要由底座上并排安裝有梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng),梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)為下磁極通過隔磁柱固定在底座上,下磁極上裝有電磁鐵系統(tǒng),電磁鐵系統(tǒng)上裝有杯座,下磁極通過四個(gè)磁軛條和上磁環(huán)之間連接,上磁環(huán)中心開有孔,測(cè)量系統(tǒng)為升降控制儀的儀器臺(tái)上放置傳感器和數(shù)據(jù)采集儀,傳感器通過吊繩連接測(cè)球,測(cè)球置于待測(cè)磁性潤(rùn)滑油盛杯中,盛杯穿過上磁環(huán)孔中放置于杯座內(nèi)。本發(fā)明儀器結(jié)構(gòu)合理,操作簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)效果表觀顯著,觀察性和科研性極強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01N33/30GK101413867SQ20081022834
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者劉志升, 史維東, 李學(xué)慧, 李艷琴, 蔚 王, 袁青鑫, 部德才, 陸鴻鈞 申請(qǐng)人:大連大學(xué)