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)