磁性液体表面不稳定性的测量装置

摘要

本发明公开了一种磁性液体表面不稳定性的测量装置，该测量装置包括支撑组件、透明容器、托盘和测量组件，支撑组件包括第一支撑架和测量平台，测量平台设在第一支撑架的顶部；透明容器设在测量平台的顶部；托盘设在支撑组件上，托盘上设有永磁体；测量组件包括观测部件、移动部件和投影组件，观测部件包括第二支撑架和图像采集器，第二支撑架设在测量平台的顶部，图像采集器设在第二支撑架上，图像采集器的图像采集端朝向透明容器，移动部件与托盘相连，移动部件用于驱动托盘移动，投影组件包括光源和投影板，光源和投影板均设在测量平台的顶部且相对设置。本发明的测量装置能调整永磁体与磁性液体之间的距离，直观的测量磁性液体的表面不稳定性。

说明书

技术领域

本发明属于磁性液体检测技术领域，具体涉及一种磁性液体表面不稳定性的测量装置。

背景技术

磁性液体是一种由纳米级的磁性固体颗粒通过表面活性剂包裹后，稳定分散于合适的基载液中所形成的一种胶体溶液。当永磁体逐渐接近磁性液体时，在永磁体表面非均匀磁场作用下，磁性液体界面开始波动，形成三维尖峰状态，这种状态称之为磁性液体的不稳定性。磁性液体表面不稳定性的表征为：随着永久磁体与磁性液体之间距离的逐渐缩短，产生的三维尖峰的数目逐渐增多，间距逐渐减小。当撤去永磁体时，磁性液体可恢复到原先状态,因此磁性液体的表面不稳定性，还可以被用来检测永磁体的磁场强度。

然而相关技术中，磁性液体的表面不稳定性检测装置无法调整永磁体与磁性液体之间的距离，影响了测量数据的准确性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种磁性液体表面不稳定性的测量装置，该磁性液体表面不稳定性的测量装置能够调整永磁体与磁性液体之间的距离，更加直观的测量磁性液体的表面不稳定性，提高测量数据的准确性。

根据本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置包括：支撑组件，所述支撑组件包括第一支撑架和测量平台，所述测量平台设在所述第一支撑架的顶部；透明容器，所述透明容器设在所述测量平台的顶部，所述透明容器用以盛放磁性液体；托盘，所述托盘设在所述支撑组件上，所述托盘上设有永磁体；测量组件，所述测量组件包括观测部件、移动部件和投影组件，所述观测部件包括第二支撑架和图像采集器，所述第二支撑架设在所述测量平台的顶部，所述图像采集器设在所述第二支撑架上，所述图像采集器的图像采集端朝向所述透明容器，所述移动部件设在所述支撑组件上且与所述托盘相连，所述移动部件用于驱动所述托盘移动以使所述托盘靠近和远离所述透明容器，所述投影组件包括光源和投影板，所述光源和投影板均设在所述测量平台的顶部，且所述光源和所述投影板相对且间隔设置，所述透明容器设在所述光源和所述投影板之间；所述托盘和所述透明容器在上下方向上相对布置，所述移动部件用于驱动所述托盘上下移动。

根据本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置，通过移动部件控制永磁体与透明容器内磁性液体之间的距离可直观反映磁性液体的表面不稳定性，还可检测永磁体的磁场大小，采用图像采集器实时拍摄透明容器内磁性液体的形态图像，便于操作者及时掌握测试过程磁性液体的表面不稳定性的产生过程，并根据磁性液体的形态图像分析磁性液体的表面不稳定性，提高检测数据的准确性，通过设置投影组件，可将透明容器内的磁性液体的形态图像投射在投影板上，便于观察透明容器内的磁性液体的图像。

在一些实施例中，所述移动部件包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨设在所述测量平台的底部且向下延伸，所述第一滑块设在所述第一导轨上且沿所述第一导轨的延伸方向可滑动，所述托盘与所述第一滑块相连。

在一些实施例中，所述移动部件还包括驱动单元，所述驱动单元设在所述第一支撑架的底部，所述驱动单元和所述托盘相连。

在一些实施例中，所述第二支撑架的高度大于所述透明容器的高度，所述测量组件还包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨的一端与测量平台相连，所述第二导轨的另一端与所述第二支撑架的顶部相连，所述第二导轨位于在所述透明容器的外侧，所述第二滑块设在所述第二导轨上且沿所述第二导轨的延伸方向可滑动，且所述第二滑块可绕所述第二导轨的延伸方向可转动，所述图像采集器与所述第二滑块相连。

在一些实施例中，所述第二导轨的横截面的外周轮廓为圆形。

在一些实施例中，所述第二导轨弯曲设置。

在一些实施例中，所述透明容器的高度大于所述光源的高度。

在一些实施例中，所述测量平台上设有在上下方向上贯穿所述测量平台的第一通孔，所述支撑组件还包括置物架，所述置物架配合在所述第一通孔内，且所述置物架与所述测量平台可拆卸连接，所述透明容器设在所述置物架的顶部。

在一些实施例中，所述置物架包括支撑部和连接部，所述支撑部设在所述第一通孔内，且所述支撑部与所述测量平台相连，所述连接部设在所述支撑部的顶部且位于所述第一通孔外侧，所述透明容器设在所述连接部的顶部。

在一些实施例中，所述透明容器的材料为非导磁材料。

附图说明

图1是本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置另一个角度的结构示意图。

图3是本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置中置物架的结构示意图。

附图标记：

支撑组件1，第一支撑架11，测量平台12，置物架13，支撑部131，连接部132，

透明容器2，托盘3，永磁体4，

测量组件5，观测部件51，第二支撑架511，图像采集器512，

移动部件52，第一导轨521，第一滑块522，驱动单元523，

投影组件53，光源531，投影板532，第二导轨54，第二滑块55。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置包括支撑组件1、透明容器2、托盘3和测量组件5。

支撑组件1包括第一支撑架11和测量平台12，测量平台12设在第一支撑架11的顶部。如图1和图2所示，第一支撑架11可以沿上下方向竖直设在地面上，测量平台12呈水平延伸且设置在第一支撑架11的顶部。

透明容器2设在测量平台12的顶部，透明容器2用以盛放磁性液体。优选地，透明容器2的材料为非导磁材料。具体地，透明容器2的材料为亚克力材料或玻璃材料。如图1和图2所示，透明容器2放置在测量平台12的上端面，透明容器2的内部具有一个上端开口的容置腔，容置腔内用以盛放磁性液体。

托盘3设在支撑组件1上，托盘3上设有永磁体4。如图1和图2所示，托盘3呈水平延伸且设在支撑组件1上，且托盘3位于测量平台12的下方，永磁体4放置在托盘3的上端面。

测量组件5包括观测部件51和移动部件52，观测部件51包括第二支撑架511和图像采集器512，第二支撑架511设在测量平台12的顶部，图像采集器512设在第二支撑架511上，图像采集器512的图像采集端朝向透明容器2。如图1和图2所示，第二支撑架511沿上下方向竖直固定在测量平台12的上端面。具体地，图像采集器512为高速摄像机，高速摄像机用以实时拍摄透明容器2内磁性液体的形态图像。

移动部件52设在支撑组件1上且与托盘3相连，移动部件52用于驱动托盘3移动以使托盘3靠近和远离透明容器2。

根据本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置，通过移动部件控制永磁体与透明容器内磁性液体之间的距离可直观反映磁性液体的表面不稳定性，还可检测永磁体的磁场大小，采用图像采集器实时拍摄透明容器内磁性液体的形态图像，便于操作者及时掌握测试过程磁性液体的表面不稳定性的产生过程，并根据磁性液体的形态图像分析磁性液体的表面不稳定性，提高检测数据的准确性。

在一些实施例中，托盘3和透明容器2在上下方向上相对布置，移动部件52用于驱动托盘3上下移动。如图1和图2所示，托盘3处于透明容器2的正下方，永磁体4位于托盘3的上端面，移动部件52驱动托盘3沿上下方向移动以使托盘3上的永磁体4靠近和远离透明容器2的底部。

磁性液体表面不稳定性的测量装置通过移动部件控制永磁体4与透明容器2内磁性液体之间的距离，通过改变永磁体4与磁性液体之间的距离，可直观反映磁性液体的表面不稳定性，还可检测永磁体4的磁场大小。

在一些实施例中，移动部件52包括第一导轨521和第一滑块522，第一导轨521设在测量平台12的底部且向下延伸，第一滑块522设在第一导轨521上且沿第一导轨521的延伸方向可滑动，托盘3与第一滑块522相连。如图1和图3所示，第一导轨521为两个，且两个第一导轨521在左右方向上间隔布置，两个第一导轨521的顶部均与测量平台12的底部相连且第一导轨521沿上下方向延伸，第一滑块522为两个，两个第一滑块522与两个第一导轨521一一对应，两个第一滑块522分别与托盘3的左右端面相连。

磁性液体表面不稳定性的测量装置通过设置第一导轨521和第一滑块522，保证托盘3在上下方向上移动的准确性。

在一些实施例中，移动部件52还包括驱动单元523，驱动单元523的固定端设在第一支撑架11的底部，驱动单元523的伸缩端和托盘3相连。如图1和图3所示，驱动单元523与托盘3的底部相连。优选地，驱动单元523可以为电动推杆、液压缸或气缸。具体地，驱动单元523为电动推杆，电动推杆的底部通过第一销钉与地面栓接，电动推杆的顶部通过第二销钉与托盘3的底部栓接，电动推杆包括电动机、传动箱和机械缸，电动机沿上下方向设置，电动机的输出轴(未示出)与传动箱的动力输入轴(未示出)相连，传动箱的动力输出轴(未示出)与机械缸相连，机械缸内设有沿上下方向伸缩的伸缩杆(未示出)，伸缩杆的顶部与托盘3底部栓接。具体地，电动机可采用同步电动机或异步电动机，传动箱为齿轮传动箱或带传动箱，机械缸采用行星滚珠丝杠。

在一些实施例中，第二支撑架511的高度大于透明容器2的高度。磁性液体表面不稳定性的测量装置中的第二支撑架511的高度大于透明容器2的高度时，保证图像采集器512能够采集到透明容器2内磁性液体的不同高度位置的形态图像。

测量组件5还包括第二导轨54和第二滑块55，第二导轨54的一端与测量平台12相连，第二导轨54的另一端与第二支撑架511的顶部相连，第二导轨54位于在透明容器2的外侧，第二滑块55设在第二导轨54上且沿第二导轨54的延伸方向可滑动，且第二滑块55可绕第二导轨54的延伸方向可转动，图像采集器512与第二滑块55相连。

如图1和图2所示，第二导轨54的下端与测量平台12的上端相连，第二导轨54的上端与第二支撑架511的顶部相连。图像采集器512随第二滑块55沿第二导轨54的延伸方向可移动，并且还可绕第二导轨54可转动，因此图像采集器512在上下方向上的位置及图像采集端的拍摄角度均可以调节，便于拍摄透明容器2内的磁性液体不同位置及不同角度的形态图像，提高了磁性液体表面不稳定性测量的准确性。

在一些实施例中，第二导轨54的横截面的外周轮廓为圆形。磁性液体表面不稳定性的测量装置中的第二导轨54的横截面的外周轮廓为圆形，第二滑块12绕第二导轨54的滑动和转动更加顺畅。

在一些实施例中，第二导轨54弯曲设置。如图1和图2所示，第二导轨54沿上下方向延伸并且弯曲绕设在透明容器2的外部，当图像采集器512跟随第二滑块55在第二导轨54上移动时，由于第二导轨54为弯曲设置，因此图像采集器512的角度跟随第二导轨54的弯曲弧度发生改变，满足不同高度和位置的拍摄需要，提高了磁性液体表面不稳定性测量的准确性。

在一些实施例中，测量组件5还包括投影组件53，投影组件53包括光源531和投影板532，光源531和投影板532均设在测量平台12的顶部，且光源531和投影板532相对且间隔设置，透明容器2设在光源531和投影板532之间，优选地，透明容器2的高度大于光源531的高度。如图1和图2所示，光源531和投影板532均设在测量平台12的上端面，光源531和投影板532在前后方向上间隔布置，透明容置位于光源531和投影板532之间。磁性液体表面不稳定性的测量装置通过设置投影组件53，可将透明容器2内的磁性液体的形态图像投射在投影板532上，便于观察透明容器2内的磁性液体的图像。

在一些实施例中，测量平台12上设有在上下方向上贯穿测量平台12的第一通孔(未示出)，支撑组件1还包括置物架13，置物架13配合在第一通孔内，且置物架13与测量平台12可拆卸连接，透明容器2设在置物架13的顶部。优选地，置物架13包括支撑部131和连接部132，支撑部131设在第一通孔内，且支撑部131与测量平台12相连，连接部132设在支撑部131的顶部且位于第一通孔外侧，透明容器2设在支撑部131的顶部。

如图1和图3所示，第一通孔设在光源531和投影板532之间，支撑部131设在第一通孔内，且支撑部131位于测量平台12的下方，透明容器2的下端放置在支撑部131上，支撑部131的前后两端分别与连接部132相连，连接部132通过螺栓与测量平台12相连。磁性液体表面不稳定性的测量装置通过在测量平台2上设置第一通孔，并在第一通孔内设置用以支撑透明容器2的支撑部131，利用第一通孔的内周面和支撑部131对透明容器2的底部进行支撑，防止透明容器2的位置发生偏移，提高测量数据的准确性。

下面参照图1至图3描述本发明一些具体示例的磁性液体表面不稳定性的测量装置。

根据本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置包括支撑组件1、透明容器2、托盘3和测量组件5。

支撑组件1包括第一支撑架11、测量平台12和置物架13，测量平台12设在第一支撑架11的顶部，第一支撑架11沿上下方向竖直设在地面上，测量平台12呈水平延伸固定在第一支撑架11的顶部，测量平台12上设有在上下方向上贯穿测量平台12的第一通孔。

置物架13配合在第一通孔内，且置物架13与测量平台12可拆卸连接，置物架13包括支撑部131和连接部132，支撑部131设在第一通孔内，且支撑部131与测量平台12相连，连接部132设在支撑部131的顶部且位于第一通孔外侧，透明容器2设在支撑部131的顶部。

透明容器2放置在测量平台12的上端面，透明容器2的内部具有一个上端开口的容置腔，容置腔内用以盛放磁性液体。

托盘3呈水平延伸设在支撑组件1上，且托盘3位于测量平台12的下方，永磁体4放置在托盘3的上端面。托盘3处于透明容器2的正下方，永磁体4位于托盘3的上端面。

测量组件5包括观测部件51、移动部件52、第二导轨54、第二滑块55和投影组件53。观测部件51包括第二支撑架511和图像采集器512，第二支撑架511沿上下方向竖直固定在测量平台12的上端面，图像采集器512设在第二支撑架511上，图像采集器512的图像采集端朝向透明容器2。

移动部件52设在支撑组件1上且与托盘3相连，移动部件52驱动托盘3上下移动以使托盘3靠近和远离透明容器2。

移动部件52包括第一导轨521、第一滑块522和驱动单元523。第一导轨521设在测量平台12的底部且向下延伸，第一滑块522设在第一导轨521上且沿第一导轨521的延伸方向可滑动，托盘3与第一滑块522相连。如图1和图3所示，第一导轨521为两个，且两个第一导轨521在左右方向上间隔布置，两个第一导轨521的顶部均与测量平台12的底部相连且第一导轨521沿上下方向延伸，第一滑块522为两个，两个第一滑块522与两个第一导轨521一一对应，两个第一滑块522分别与托盘3的左右端面相连。

驱动单元523的固定端设在第一支撑架11的底部，驱动单元523的伸缩端与托盘3的底部相连。驱动单元523为电动推杆，电动推杆的底部通过第一销钉与地面栓接，电动推杆的顶部通过第二销钉与托盘3的底部栓接，电动推杆包括电动机、传动箱和机械缸，电动机沿上下方向设置，电动机的输出轴(未示出)与传动箱的动力输入轴(未示出)相连，传动箱的动力输出轴(未示出)与机械缸相连，机械缸内设有沿上下方向伸缩的伸缩杆(未示出)，伸缩杆的顶部与托盘3底部栓接。

第二导轨54的下端与测量平台12的上端相连，第二导轨54的上端与第二支撑架511的顶部相连，第二导轨54位于在透明容器2的外侧，第二滑块55设在第二导轨54上且沿第二导轨54的延伸方向可滑动，且第二滑块55可绕第二导轨54的延伸方向可转动，图像采集器512与第二滑块55相连，第二导轨54的横截面的外周轮廓为圆形且第二导轨54弯曲设置。

投影组件53包括光源531和投影板532，光源531和投影板532均设在测量平台12的上端面，光源531和投影板532在前后方向上间隔布置，透明容器2设在光源531和投影板532之间。

下面参照图1至图3描述本发明实施例的磁性液体表面不稳定性的测量装置的运行过程。

在使用本发明的磁性液体表面不稳定性的测量装置前，首先由测量人员将被测磁性液体放置在透明容器2内，并将透明容器2放置在位于第一通孔内的支撑部131顶部，随后将被测永磁体4放置在托盘3上，启动驱动单元523，驱动单元523带动托盘3沿上下方向移动以使永磁体4远离或靠近透明容器2内的磁性液体，根据测量需要调整永磁体4与透明容器2之间的距离，当永磁体4与透明容器2内的磁性液体之间的距离达到所需的测量距离时，暂停驱动单元523，开启光源531，光源531将透明容器2内的磁性液体的形态图像投射至投影板532上，当投影板532上的影像趋于平稳后，由测量人员手持图像采集器512沿第二导轨54上下滑动，并根据需要转动图形采集器的角度，从而对透明容器2的磁性液体进行多位置多角度的图形采集，最终根据采集的图形信息分析计算磁性液体的表面不稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。