(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリー式磁性液体加速度センサであって、
二つのクランピングコンポーネント、キャピラリー、連通管、二つのコイル、及び二つの永久磁石を含み、
二つの前記クランピングコンポーネントには、磁性液体を貯蔵する液体貯蔵室がそれぞれ設定され、二つの前記クランピングコンポーネントは、相対的に間隔をあけて設定され、
前記キャピラリーの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントにそれぞれ固定され、且つ前記キャピラリーの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記液体貯蔵室にそれぞれ１対１に対応して密封して連通されて、二つの前記液体貯蔵室内の部分的な磁性液体が前記キャピラリーの両端から前記キャピラリー内に入って二つの磁性液柱を形成し、前記キャピラリー内の二つの前記磁性液柱間には、気柱又は磁性液体と非相溶する非磁性液柱が設けられ、
前記連通管の両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記液体貯蔵室にそれぞれ１対１に対応して密封して連通され、
二つの前記コイルは、相対的に間隔をあけて前記キャピラリーの外周に嵌め設けられ、且つ二つの前記コイル内の一方の前記コイルは、二つの前記クランピングコンポーネント内の一方の前記クランピングコンポーネントに隣接し、二つの前記コイル内の他方の前記コイルは、二つの前記クランピングコンポーネント内の他方の前記クランピングコンポーネントに隣接し、前記気柱の両端は、二つの前記コイル内にそれぞれ対応して延び、
二つの前記永久磁石は、二つの前記クランピングコンポーネントにそれぞれ１対１に対応して固定され、且つ二つの前記永久磁石内の一方の前記永久磁石は、前記キャピラリーの一端端部に対向し、二つの前記永久磁石内の他方の前記永久磁石は、前記キャピラリーの他端端部に対向する、
ことを特徴とするキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項２】
前記キャピラリーが水平状態にある時、前記気柱又は前記非磁性液柱は、前記キャピラリー内の中心位置にある、
ことを特徴とする請求項１に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項３】
前記気柱又は前記非磁性液柱の長さは、前記キャピラリーの長さの１／６〜１／３である、
ことを特徴とする請求項１に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項４】
前記キャピラリー式磁性液体加速度センサは、コイルボビンをさらに含み、前記コイルボビンに貫通孔が設けられ、前記キャピラリーは、前記貫通孔を通過し、前記コイルボビンの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントに１対１に対応して固定され、二つの前記コイルは、前記コイルボビンに巻き付けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項５】
前記コイルボビンの両端に翼縁がそれぞれ設けられ、前記コイルボビンの中心部位にフランジが設けられ、二つの前記コイル内の一方の前記コイルは、二つの前記翼縁内の一方の前記翼縁と前記フランジとの間に設定され、二つの前記コイル内の他方の前記コイルは、二つの前記翼縁内の他方の前記翼縁と前記フランジとの間に設定される、
ことを特徴とする請求項４に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項６】
二つの前記翼縁内の一方の前記翼縁と二つの前記クランピングコンポーネント内の一方の前記クランピングコンポーネントとの間、及び二つの前記翼縁内の他方の前記翼縁と二つの前記クランピングコンポーネント内の他方の前記クランピングコンポーネントとの間は、いずれもネジによって固定される、
ことを特徴とする請求項５に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項７】
二つの前記クランピングコンポーネント構造は同じであり、各前記クランピングコンポーネントは、クランピングベース、プレスブロック、及びシールリングを含み、前記クランピングベースの一側面には、第１の凹形キャビティ及び第２の凹形キャビティが設けられ、前記第１の凹形キャビティは、前記第２の凹形キャビティに対して外側にあり、且つ前記第１の凹形キャビティ及び前記第２の凹形キャビティは、前記キャピラリーの長さ方向に連通されており、前記第１の凹形キャビティの径方向のサイズは、前記第２の凹形キャビティの径方向のサイズより大きく、
前記プレスブロックは、前記第１の凹形キャビティに設定されて、前記第２の凹形キャビティと前記第１の凹形キャビティとの間の連通部分を遮断することによって、前記第２の凹形キャビティに前記液体貯蔵室を形成し、前記シールリングが、前記プレスブロックと前記第１の凹形キャビティの壁面との間に設定されて、前記液体貯蔵室を密封する、
ことを特徴とする請求項６に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項８】
各前記クランピングコンポーネントには、前記プレスブロックの一側面に凹形リングが設けられ、前記シールリングは、前記凹形リングに嵌め、前記シールリングは、前記凹形リングの壁面及び前記第１の凹形キャビティの壁面に密接に接触される、
ことを特徴とする請求項７に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項９】
各前記クランピングコンポーネントは、ベースカバーをさらに含み、前記ベースカバーは、前記プレスブロックを押し込み、前記クランピングベースに固定される、
ことを特徴とする請求項８に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項１０】
前記永久磁石は、前記ベースカバーに固定される、
ことを特徴とする請求項９に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項１１】
各前記クランピングコンポーネントは、管継手をさらに含み、
前記クランピングベースには、前記液体貯蔵室に連通する第２の連通孔が設けられ、前記管継手は、前記クランピングベースに固定され、且つ前記第２の連通孔に連通され、
前記連通管の両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記管継手に１対１に対応して取り付けられ、前記連通管の両端は、二つの前記管継手によって二つの前記液体貯蔵室にそれぞれ１対１に対応して密封して連通される、
ことを特徴とする請求項７に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項１２】
各前記クランピングコンポーネントは、シーリングスリーブとプレスカバーとをさらに含み、
前記クランピングベースの別の側面には、第３の凹形キャビティと第４の凹形キャビティとが設けられ、前記第３の凹形キャビティと前記第４の凹形キャビティは、前記キャピラリーの長さ方向に連通されており、前記第３の凹形キャビティの径方向のサイズは、前記第４の凹形キャビティの径方向のサイズより大きく、前記第４の凹形キャビティの径方向のサイズは、前記キャピラリーの径方向のサイズにマッチングし、
クランピングベースは、前記液体貯蔵室と前記第４の凹形キャビティとの間に第１の連通孔が設けられ、
前記キャピラリーの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記プレスカバーと前記シーリングスリーブをそれぞれ１対１に対応して通過して前記第４の凹形キャビティに取り付けられ、
前記第１の連通孔は、前記キャピラリーのキャビティと前記液体貯蔵室を連通し、前記シーリングスリーブは、前記第３の凹形キャビティに嵌めて前記液体貯蔵室を密封し、前記プレスカバーは、前記クランピングベースの別の側面に固定され、且つ前記シーリングスリーブを押し込む、
ことを特徴とする請求項７に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項１３】
前記キャピラリー式磁性液体加速度センサは、二つのガスケットをさらに含み、
二つの前記ガスケット内の一つの前記ガスケットは、二つの前記クランピングコンポーネント内の一方の前記クランピングコンポーネントの前記プレスカバーと前記コイルボビンの二つの前記翼縁内の一方の前記翼縁との間に設定され、二つの前記ガスケット内の他方の前記ガスケットは、二つの前記クランピングコンポーネント内の他方の前記クランピングコンポーネントの前記プレスカバーと前記コイルボビンの二つの前記翼縁内の他方の前記翼縁との間に設定される、
ことを特徴とする請求項１２に記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【請求項１４】
前記連通管はホースである、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のキャピラリー式磁性液体加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ技術の分野に関し、特に、キャピラリー式磁性液体加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性液体は、流動性と磁性を備える新しいタイプの機能材料であり、磁性液体は、特有の性質によって工学分野で極めて広く応用されている。その中、磁性液体に特有の特異な浮力特性により、磁性液体内の非磁性物質は、不均一の磁場中で一つの弱い磁場領域を指す磁場力を受け、多くの磁性液体加速度センサは、磁性液体のこの特性に基づいて設計される。このような特性により、磁性液体加速度センサは、従来の加速度センサと比較して、摩耗がなく、感度が高く、構造が簡単であるなどの多くの利点を有する。
【０００３】
しかし、従来の磁性液体加速度センサは、固体質量ブロックを非磁性物質として多く使用しており、ＣＮ２０１５１０３４９２０８.９に示される特許では、円柱質量ブロックを質量ブロックとして使用するとともに、４つの浮上永久磁石を使用して浮上力を提供し、２つの位置制限永久磁石は、復元力を提供し、コイルで異なる加速度の場合のインダクタンスの変化を検出して出力信号を取得し、当該特許は、質量ブロックを浮上させる浮力を発生させることができるために、空洞の周りに４つの永久磁石を増加し、磁気回路が複雑になり、各磁石の相互作用は、危険の状況が発生しやすくなるとともに、Ｖ字型のアーマチュアを使用して固定するため、固定が十分でない。また、ＣＮ２０１５１０２１２８３２.４に示される特許は、２つの永久磁石を使用して復元力を提供し、質量ブロックの異なる加速度の場合での変位をコイルで測定して出力信号を生成し、当該特許は、垂直方向の復元力を提供することができるが、水平方向の力の制約が小さいため、質量ブロックが不安定になり、センサの安定性が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の技術に存在する技術的課題の少なくとも一つを解決することを目的とする。そのため、本発明の一つの目的は、安定性が良く、磁気回路が簡単で、測定結果が正確で、信頼性が高く、使用する時間が長いキャピラリー式磁性液体加速度センサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例に係るキャピラリー式磁性液体加速度センサは、二つのクランピングコンポーネント、キャピラリー、連通管、二つのコイル、及び二つの永久磁石を含み、二つの前記クランピングコンポーネントには、磁性液体を貯蔵する液体貯蔵室がそれぞれ設定され、二つの前記クランピングコンポーネントは、相対的に間隔をあけて設定され、前記キャピラリーの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントにそれぞれ固定され、且つ前記キャピラリーの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記液体貯蔵室にそれぞれ１対１に対応して密封して連通されて、二つの前記液体貯蔵室内の部分的な磁性液体が前記キャピラリーの両端から前記キャピラリー内に入って二つの磁性液柱を形成し、前記キャピラリー内の二つの前記磁性液柱間には、気柱又は磁性液体と非相溶する非磁性液柱が設けられ、前記連通管の両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記液体貯蔵室にそれぞれ１対１に対応して密封して連通され、二つの前記コイルは、相対的に間隔をあけて前記キャピラリーの外周に嵌め設けられ、且つ二つの前記コイル内の一方の前記コイルは、二つの前記クランピングコンポーネント内の一方の前記クランピングコンポーネントに隣接し、二つの前記コイル内の他方の前記コイルは、二つの前記クランピングコンポーネント内の他方の前記クランピングコンポーネントに隣接し、前記気柱の両端は、二つの前記コイル内にそれぞれ対応して延び、二つの前記永久磁石は、二つの前記クランピングコンポーネントにそれぞれ１対１に対応して固定され、且つ二つの前記永久磁石内の一方の前記永久磁石は、前記キャピラリーの一端端部に対向し、二つの前記永久磁石内の他方の前記永久磁石は、前記キャピラリーの他端端部に対向する。
【０００６】
本発明の実施例に係るキャピラリー式磁性液体加速度センサにおいて、動作原理は、外界に加速度信号がない場合、気柱又は非磁性液柱は移動せず、キャピラリー内の気柱又は非磁性液柱両端に位置する磁性液柱は、対称的に分布しており、キャピラリーの外周の二つのコイルによって測定されたインダクタンス値が等しく、外部ブリッジ回路を介して出力されるゼロ点電圧がゼロである。外界に加速度信号がある場合、気柱又は非磁性液柱は、キャピラリー内に移動が発生し、キャピラリー内の気柱又は非磁性液柱両端に位置する磁性液柱の長さに変化が発生することによって、キャピラリーの外周の二つのコイルによって測定されたインダクタンス値が等しくなく、外部ブリッジ回路を介して出力される電圧がゼロではないため、当該電圧値の変化によって加速度信号を測定することができる。
【０００７】
本発明の実施例に係るキャピラリー式磁性液体加速度センサにおいて、以下のような利点を有する。第１は、気柱又は非磁性液柱を慣性質量としてキャピラリー内に設定することによって、従来の磁性液体加速度センサが固体質量ブロックを慣性質量として使用する時の磁気回路の設計が複雑で、安定性が低いなどの問題を回避するため、本発明の実施例では二つの永久磁石のみで加速度センサの機能を実現することができる。第２は、キャピラリーの毛細管力の作用によって、キャピラリー内の気柱又は非磁性液柱が比較的安定するため、本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサの安定性が高く、加速度測定が正確で、信頼性が高い。第３は、キャピラリーを使用するため、従来の磁性液体加速度センサの管内に慣性質量を付加する方式を変え、磁性液体加速度センサの径方向のサイズを大幅に縮小することができ、磁性液体加速度センサの小型化を実現することができる。第４は、従来の磁性液体加速度センサのゼロドリフトが解消できない問題を解決し、本発明の実施例は、液体貯蔵プールに磁性液体を貯蔵してゼロ補償を行うことができる。第５は、本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサの感度が高く、使用する時間が長い。
【０００８】
本発明の一実施例によれば、前記キャピラリーが水平状態にある時、前記気柱又は前記非磁性液柱は、前記キャピラリー内の中心位置にある。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、前記気柱又は前記非磁性液柱の長さは、前記キャピラリーの長さの１／６〜１／３である。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、前記キャピラリー式磁性液体加速度センサは、コイルボビンをさらに含み、前記コイルボビンに貫通孔が設けられ、前記キャピラリーは、前記貫通孔を通過し、前記コイルボビンの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントに１対１に対応して固定され、二つの前記コイルは、前記コイルボビンに巻き付けられる。
【００１１】
本発明のさらなる実施例によれば、前記コイルボビンの両端に翼縁がそれぞれ設けられ、前記コイルボビンの中心部位にフランジが設けられ、二つの前記コイル内の一方の前記コイルは、二つの前記翼縁内の一方の前記翼縁と前記フランジとの間に設定され、二つの前記コイル内の他方の前記コイルは、二つの前記翼縁内の他方の前記翼縁と前記フランジとの間に設定される。
【００１２】
本発明のさらに別の実施例によれば、二つの前記翼縁内の一方の前記翼縁と二つの前記クランピングコンポーネント内の一方の前記クランピングコンポーネントとの間、及び二つの前記翼縁内の他方の前記翼縁と二つの前記クランピングコンポーネント内の他方の前記クランピングコンポーネントとの間は、いずれもネジによって固定される。
【００１３】
本発明のいくつかの実施例によれば、二つの前記クランピングコンポーネント構造は同じであり、各前記クランピングコンポーネントは、クランピングベース、プレスブロック、及びシールリングを含み、前記クランピングベースの一側面には、第１の凹形キャビティ及び第２の凹形キャビティが設けられ、前記第１の凹形キャビティは、前記第２の凹形キャビティに対して外側にあり、且つ前記第１の凹形キャビティ及び前記第２の凹形キャビティは、前記キャピラリーの長さ方向に連通されており、前記第１の凹形キャビティの径方向のサイズは、前記第２の凹形キャビティの径方向のサイズより大きく、前記プレスブロックは、前記第１の凹形キャビティに設定されて、前記第２の凹形キャビティと前記第１の凹形キャビティとの間の連通部分を遮断することによって、前記第２の凹形キャビティに前記液体貯蔵室を形成し、前記シールリングが、前記プレスブロックと前記第１の凹形キャビティの壁面との間に設定されて、前記液体貯蔵室を密封する。
【００１４】
本発明のさらなる実施例によれば、各前記クランピングコンポーネントには、前記プレスブロックの一側面に凹形リングが設けられ、前記シールリングは、前記凹形リングに嵌め、前記シールリングは、前記凹形リングの壁面及び前記第１の凹形キャビティの壁面に密接に接触される。
【００１５】
本発明のさらに別の実施例によれば、各前記クランピングコンポーネントは、ベースカバーをさらに含み、前記ベースカバーは、前記プレスブロックを押し込み、前記クランピングベースに固定される。
【００１６】
本発明のさらに別の実施例によれば、前記永久磁石は、前記ベースカバーに固定される。
【００１７】
本発明のさらなる実施例によれば、各前記クランピングコンポーネントは、管継手をさらに含み、前記クランピングベースには、前記液体貯蔵室に連通する第２の連通孔が設けられ、前記管継手は、前記クランピングベースに固定され、且つ前記第２の連通孔に連通され、前記連通管の両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記管継手に１対１に対応して取り付けられ、前記連通管の両端は、二つの前記管継手によって二つの前記液体貯蔵室にそれぞれ１対１に対応して密封して連通される。
【００１８】
本発明のさらなる実施例によれば、各前記クランピングコンポーネントは、シーリングスリーブとプレスカバーとをさらに含み、前記クランピングベースの別の側面には、第３の凹形キャビティと第４の凹形キャビティとが設けられ、前記第３の凹形キャビティと前記第４の凹形キャビティは、前記キャピラリーの長さ方向に連通されており、前記第３の凹形キャビティの径方向のサイズは、前記第４の凹形キャビティの径方向のサイズより大きく、前記第４の凹形キャビティの径方向のサイズは、前記キャピラリーの径方向のサイズにマッチングし、クランピングベースは、前記液体貯蔵室と前記第４の凹形キャビティとの間に第１の連通孔が設けられ、前記キャピラリーの両端は、二つの前記クランピングコンポーネントの前記プレスカバーと前記シーリングスリーブをそれぞれ１対１に対応して通過して前記第４の凹形キャビティに取り付けられ、前記第１の連通孔は、前記キャピラリーのキャビティと前記液体貯蔵室を連通し、前記シーリングスリーブは、前記第３の凹形キャビティに嵌めて前記液体貯蔵室を密封し、前記プレスカバーは、前記クランピングベースの別の側面に固定され、且つ前記シーリングスリーブを押し込む。
【００１９】
本発明のさらに別の実施例によれば、二つのガスケットをさらに含み、二つの前記ガスケット内の一つの前記ガスケットは、二つの前記クランピングコンポーネント内の一方の前記クランピングコンポーネントの前記プレスカバーと前記コイルボビンの二つの前記翼縁内の一方の前記翼縁との間に設定され、二つの前記ガスケット内の他方の前記ガスケットは、二つの前記クランピングコンポーネント内の他方の前記クランピングコンポーネントの前記プレスカバーと前記コイルボビンの二つの前記翼縁内の他方の前記翼縁との間に設定される。
【００２０】
本発明のいくつかの実施例によれば、前記連通管はホースである。
【００２１】
本発明の付加的な特徴及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明により明らかになり、又は本発明の実践により理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の上記及び/又は付加的な態様及び利点は、以下、図面を参照した実施形態についての説明において、明らかになり、理解しやすくなる。
【００２３】
【図１】本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサ内のクランピングベースの一つの概略側面図である。
【図３】本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサにコイルを設定しない技術案（変化された技術案）の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。前記実施例における例が図面に示され、同一又は類似する符号は、常に同一又は類似する要素、或いは、同一又は類似する機能を有する要素を示す。以下に、図面を参照しながら説明される実施例は例示するものであり、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解してはならない。
【００２５】
本発明が解決しようとする問題は、従来の磁性液体加速度センサが固体質量ブロックを慣性質量として使用する時の磁気回路の設計は複雑で、安定性が低いなどの問題がある。
【００２６】
以下、図１〜図３を組み合わせて本発明の実施例に係るキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００を説明する。
【００２７】
図１及び図２に示すように、本発明の実施例に係るキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００は、二つのクランピングコンポーネント１、キャピラリー２、連通管３、二つのコイル４、及び二つの永久磁石５を含む。二つのクランピングコンポーネント１には、磁性液体を貯蔵する液体貯蔵室１１０１がそれぞれ設定され、二つのクランピングコンポーネント１は、相対的に間隔をあけて設定される。キャピラリー２の両端は、二つのクランピングコンポーネント１にそれぞれ固定され、且つキャピラリー２の両端は、二つのクランピングコンポーネント１の液体貯蔵室１１０１にそれぞれ１対１に対応して密封して連通されて、二つの液体貯蔵室１１０１内の部分的な磁性液体がキャピラリー２の両端からキャピラリー２内に入って二つの磁性液柱６を形成し、キャピラリー２内の二つの磁性液柱６間には、気柱７又は磁性液体と非相溶する非磁性液柱が設けられる。連通管３の両端は、二つのクランピングコンポーネント１の液体貯蔵室１１０１にそれぞれ１対１に対応して密封して連通される。二つのコイル４は、相対的に間隔をあけてキャピラリー２の外周に嵌め設けられ、且つ二つのコイル４内の一方のコイル４は、二つのクランピングコンポーネント１内の一方のクランピングコンポーネント１に隣接し、二つのコイル４内の他方のコイル４は、二つのクランピングコンポーネント１内の他方のクランピングコンポーネント１に隣接し、気柱７の両端は、二つのコイル４内にそれぞれ対応して延びる。二つの永久磁石５は、二つのクランピングコンポーネント１にそれぞれ１対１に対応して固定され、且つ二つの永久磁石５内の一方の永久磁石５は、キャピラリー２の一端端部に対向し、二つの永久磁石５内の他方の永久磁石５は、キャピラリー２の他端端部に対向する。
【００２８】
具体的には、二つのクランピングコンポーネント１には、磁性液体を貯蔵する液体貯蔵室１１０１がそれぞれ設定され、二つのクランピングコンポーネント１は、相対的に間隔をあけて設定される。キャピラリー２のキャビティが細く、キャピラリー２内の磁性液柱６は時間が長ければ揮発する可能性があるため、二つのクランピングコンポーネント１に液体貯蔵室１１０１を設定し、液体貯蔵室１１０１に磁性液体を貯蔵することによって、キャピラリー２内に磁性液柱６が長期的に存在することができ、キャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００の使用寿命を向上させることができる。二つのクランピングコンポーネント１を相対的に間隔をあけて設定することによって、一方では、キャピラリー２をクランプして固定するのに便利であるとともに、キャピラリー２の両端がクランピングコンポーネント１の二つの液体貯蔵室１１０１に連通することが簡単になることができ、一方では、連通管３の両端と接続するために用いられ、連通管３の両端が二つの液体貯蔵室１１０１にそれぞれ連通されることによって、一つの閉ループを形成し、加速度測定が便利になることもできる。また、二つの永久磁石５を支持して固定するために用いられることもできる。
【００２９】
キャピラリー２の両端は、二つのクランピングコンポーネント１にそれぞれ固定され、且つキャピラリー２の両端は、二つのクランピングコンポーネント１の液体貯蔵室１１０１にそれぞれ１対１に対応して密封して連通されることによって、二つの液体貯蔵室１１０１内の部分的な磁性液体がキャピラリー２の両端からキャピラリー２内に入って二つの磁性液柱６を形成し、キャピラリー２内の二つの磁性液柱６間には、気柱７又は磁性液体と非相溶する非磁性液柱が設けられる。キャピラリー２の両端は、二つのクランピングコンポーネント１によってそれぞれ固定され、二つの液体貯蔵室１１０１に連通され、キャピラリー２内では気柱７又は非磁性液柱を慣性質量として使用し、外界に加速度信号がある場合、気柱７又は非磁性液柱がキャピラリー２内に移動することによって、キャピラリー２内の二つの磁性液柱６の長さに変化が発生することが理解されたい。キャピラリー２内に気柱７又は非磁性液柱を設定するため、キャピラリー２の毛細管力の作用で、気柱７又は非磁性液柱が比較的安定することによって、本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００の安定性が高く、加速度測定が正確で、信頼性が高い。キャピラリー２を使用するため、本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００の径方向のサイズは、従来の液体加速度センサに対して大幅に縮小することもできる。
【００３０】
連通管３の両端は、二つのクランピングコンポーネント１の液体貯蔵室１１０１にそれぞれ１対１に対応して密封して連通される。これにより、連通管３、キャピラリー２、及び二つのクランピングコンポーネント１は、共に一つの閉ループを構成して、加速度信号が外部接続されている時、気柱７又は非磁性液柱に容易に移動が発生し、加速度信号の測定に役立つ。
【００３１】
二つのコイル４は相対的に間隔をあけてキャピラリー２の外周に嵌め設けられ、且つ二つのコイル４内の一方のコイル４は、二つのクランピングコンポーネント１内の一方のクランピングコンポーネント１に隣接し、二つのコイル４内の他方のコイル４は、二つのクランピングコンポーネント１内の他方のクランピングコンポーネント１に隣接し、気柱７の両端は、二つのコイル４内にそれぞれ対応して延びる。これにより、二つのコイル４がキャピラリー２内の二つの磁性液柱６にそれぞれ対応することができ、二つのコイル４は、インダクタンス値をそれぞれ測定することができる。気柱７の両端は、二つのコイル４内にそれぞれ対応して延びており、二つのコイル４がインダクタンス値をそれぞれ測定できることを確保することができる。
【００３２】
二つの永久磁石５は、二つのクランピングコンポーネント１にそれぞれ１対１に対応して固定され、且つ二つの永久磁石５内の一方の永久磁石５は、キャピラリー２の一端端部に対向し、二つの永久磁石５内の他方の永久磁石５は、キャピラリー２の他端端部に対向する。これにより、二つの永久磁石５によって、二つの磁性液柱６に対して復元力をそれぞれ提供することができる。
【００３３】
本発明の実施例に係るキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００において、動作原理は、外界に加速度信号がない場合、気柱７又は非磁性液柱は移動せず、キャピラリー２内の気柱７又は非磁性液柱両端に位置する磁性液柱６は、対称的に分布しており、キャピラリー２の外周の二つのコイル４によって測定されたインダクタンス値が等しく、外部ブリッジ回路を介して出力されるゼロ点電圧がゼロである。外界に加速度信号がある場合、気柱７又は非磁性液柱は、キャピラリー２内に移動が発生し、キャピラリー２内の気柱７又は非磁性液柱両端に位置する磁性液柱６の長さに変化が発生することによって、キャピラリー２の外周の二つのコイル４によって測定されたインダクタンス値が等しくなく、外部ブリッジ回路を介して出力される電圧がゼロではないため、当該電圧値の変化によって加速度信号を測定することができる。
【００３４】
本発明の実施例に係るキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００において、以下のような利点を有する。第１は、気柱７又は非磁性液柱を慣性質量としてキャピラリー２内に設定することによって、従来の磁性液体加速度センサが固体質量ブロックを慣性質量として使用する時の磁気回路の設計が複雑で、安定性が低いなどの問題を回避するため、本発明の実施例では二つの永久磁石５のみで加速度センサの機能を実現することができる。第２は、キャピラリー２の毛細管力の作用によって、キャピラリー２内の気柱７又は非磁性液柱が比較的安定するため、本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００の安定性が高く、加速度測定が正確で、信頼性が高い。第３は、キャピラリー２を使用するため、従来の磁性液体加速度センサの管内に慣性質量を付加する方式を変え、磁性液体加速度センサの径方向のサイズを大幅に縮小することができ、磁性液体加速度センサの小型化を実現することができる。第４は、従来の磁性液体加速度センサのゼロドリフトが解消できない問題を解決し、本発明の実施例は、液体貯蔵プールに磁性液体を貯蔵してゼロ補償を行うことができる。第５は、本発明の実施例のキャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００の感度が高く、測定結果が正確で、信頼性が高く、使用する時間が長い。
【００３５】
本発明の一実施例によれば、キャピラリー２が水平状態にある時、気柱７又は非磁性液柱は、キャピラリー２内の中心位置にあるため、ゼロ点のゼロ調整が容易になる。
【００３６】
本発明の一実施例によれば、気柱７又は非磁性液柱の長さは、キャピラリー２の長さの１／６〜１／３である。これにより、気柱７の両端は、それぞれ二つのコイル４内に対応して位置することができ、一定のスパンを確保することができる。
【００３７】
本発明の一実施例によれば、コイルボビン８をさらに含み、コイルボビン８に貫通孔が設けられ、キャピラリー２は、貫通孔を通過し、コイルボビン８の両端は、二つのクランピングコンポーネント１に１対１に対応して固定され、二つのコイル４は、コイルボビン８に巻き付けられる。これにより、コイル４がキャピラリー２の外周に固定しやすくなる。
【００３８】
なお、図３に示すように、コイルボビン８は、透明絶縁スリーブ８’に置き換えてもよく、透明絶縁スリーブ８’の外周面にコイルを巻き付けないため、異なる加速度での気柱７又は非磁性液柱の位置を直観的に観察して標定することが容易になる。
【００３９】
本発明のさらなる実施例によれば、コイルボビン８の両端に翼縁８１がそれぞれ設けられ、コイルボビン８の中心部位にフランジ８２が設けられ、二つのコイル４内の一方のコイル４は、二つの翼縁８１内の一方の翼縁８１とフランジ８２との間に設定され、二つのコイル４内の他方のコイル４は、二つの翼縁８１内の他方の翼縁８１とフランジ８２との間に設定される。コイルボビン８の両端に翼縁８１をそれぞれ設定し、コイルボビン８の中心部位にフランジを設定することによって、二つのコイル４の両端に対してそれぞれ位置制限することが便利できることを理解されたい。
【００４０】
本発明のさらに別の実施例によれば、二つの翼縁８１内の一方の翼縁８１と二つのクランピングコンポーネント１内の一方のクランピングコンポーネント１との間、及び二つの翼縁８１内の他方の翼縁８１と二つのクランピングコンポーネント１内の他方のクランピングコンポーネント１との間は、いずれもネジによって固定される。これにより、コイルボビン８の両端を二つのクランピングコンポーネント１に固定することを容易にすることができる。
【００４１】
本発明のいくつかの実施例によれば、二つのクランピングコンポーネント１の構造は同じであり、各クランピングコンポーネント１は、クランピングベース１１、プレスブロック１２、及びシールリング１３を含み、その中、クランピングベース１１の一側面には、第１の凹形キャビティ及び第２の凹形キャビティ１１０１’が設けられ、第１の凹形キャビティは、第２の凹形キャビティ１１０１’に対して外側にあり、且つ第１の凹形キャビティ及び第２の凹形キャビティ１１０１’は、キャピラリー２の長さ方向に連通されており、第１の凹形キャビティの径方向のサイズは、第２の凹形キャビティ１１０１’の径方向のサイズより大きい。プレスブロック１２は、第１の凹形キャビティに設定されて、第２の凹形キャビティ１１０１’と第１の凹形キャビティとの間の連通部分を遮断することによって、第２の凹形キャビティ１１０１’に液体貯蔵室１１０１を形成する。、シールリング１３は、プレスブロック１２と第１の凹形キャビティの壁面との間に設定して、液体貯蔵室１１０１を密封する。クランピングベース１１に第１の凹形キャビティ及び第２の凹形キャビティ１１０１’を設定し、第２の凹形キャビティ１１０１’を液体貯蔵室１１０１とすることによって、加工製造が容易になる。第１の凹形キャビティにプレスブロック１２を設定することによって、第１の凹形キャビティ及び第２の凹形キャビティ１１０１’との間の連通部分を遮断することができ、これにより、第２の凹形キャビティ１１０１’を液体貯蔵室１１０１として磁性液体を貯蔵することができる。プレスブロック１２と第１の凹形キャビティの壁面との間にシールリング１３を設定することによって、液体貯蔵室１１０１内の磁性液体がプレスブロック１２と第１の凹形キャビティの壁面との間の隙間から漏出することを防止することができる。
【００４２】
本発明のさらなる実施例によれば、各クランピングコンポーネント１には、プレスブロック１２の一側面に凹形リングが設けられ、シールリング１３は、凹形リングに嵌め、シールリング１３は、凹形リングの壁面及び第１の凹形キャビティの壁面に密接に接触される。シールリング１３をプレスブロック１２の凹形リングに嵌めることによって、シールリング１３の位置ずれを防止することができることを理解されたい。シールリング１３が凹形リングの壁面及び第１の凹形キャビティの壁面に密接に接触することによって、液体貯蔵室１１０１内の磁性液体がプレスブロック１２と第１の凹形キャビティの壁面との間の隙間から漏出することを防止することができる。
【００４３】
本発明のさらに別の実施例によれば、各クランピングコンポーネント１は、ベースカバー１４をさらに含み、ベースカバー１４は、プレスブロック１２を押し込み、クランピングベース１１に固定される。ベースカバー１４がクランピングベース１１に固定されてプレスブロック１２を押し込むことによって、シールリング１３が、凹形リングの壁面及び第１の凹形キャビティの壁面に密接に接触されるのに有利であり、液体貯蔵室１１０１の密封性を確保することを理解されたい。
【００４４】
好ましくは、ベースカバー１４のクランピングベース１１に対向する一側面に位置制限溝が設けられ、プレスブロック１２の一端は、位置制限溝に位置することができ、他端は、第１の凹形キャビティに位置することができ、ベースカバー１４は、ボルトによってクランピングベース１１に固定することができる。これにより、取り付けが簡単で迅速し、構造が信頼できる。
【００４５】
本発明のさらに別の実施例によれば、永久磁石５は、ベースカバー１４に固定される。これにより、構造部件の簡略化に役立ち、取り付けが容易になり、例えば、ベースカバー１４に固定溝を上設けることによって、永久磁石５を固定溝に取り付けるか、又はネジ又はボルトによって永久磁石５をベースカバー１４に直接に固定する。
【００４６】
本発明のさらなる実施例によれば、各クランピングコンポーネント１は、管継手１５をさらに含み、クランピングベース１１には、液体貯蔵室１１０１に連通する第２の連通孔１１０２が設けられ、管継手１５は、クランピングベース１１に固定され、且つ第２の連通孔１１０２に連通される。連通管３の両端は、二つのクランピングコンポーネント１の管継手１５に１対１に対応して取り付けられ、連通管３の両端は、二つの管継手１５によって二つの液体貯蔵室１１０１にそれぞれ１対１に対応して密封して連通される。管継手１５を設定することによって、連通する端部をクランピングベース１１に容易に固定するとともに、連通管３と液体貯蔵室１１０１との連通を確保することができる。
【００４７】
本発明のさらなる実施例によれば、各クランピングコンポーネント１は、シーリングスリーブ１６とプレスカバー１７とをさらに含み、クランピングベース１１の別の側面には、第３の凹形キャビティ１１０５と第４の凹形キャビティ１１０４とが設けられ、第３の凹形キャビティ１１０５と第４の凹形キャビティ１１０４は、キャピラリー２の長さ方向に連通されており、第３の凹形キャビティ１１０５の径方向のサイズは、第４の凹形キャビティ１１０４の径方向のサイズより大きく、第４の凹形キャビティ１１０４の径方向のサイズは、キャピラリー２の径方向のサイズにマッチングする。クランピングベース１１は、液体貯蔵室１１０１と第４の凹形キャビティ１１０４との間に第１の連通孔１１０３が設けられ、キャピラリー２の両端は、二つのクランピングコンポーネント１のプレスカバー１７とシーリングスリーブ１６をそれぞれ１対１に対応して通過して第４の凹形キャビティ１１０４に取り付けられる。第１の連通孔１１０３は、キャピラリー２のキャビティと液体貯蔵室１１０１を連通し、シーリングスリーブ１６は、第３の凹形キャビティ１１０５に嵌めて液体貯蔵室１１０１を密封し、プレスカバー１７は、クランピングベース１１の別の側面に固定され、シーリングスリーブ１６を押し込む。クランピングベース１１に第３の凹形キャビティ１１０５、第４の凹形キャビティ１１０４、及び第１の連通孔１１０３を設定することによって、加工製造が容易になる。キャピラリー２の両端を二つのクランピングベース１１に固定する固定方式の構造は信頼性が高く、取り付けが容易になる。シーリングスリーブ１６を利用して液体貯蔵室１１０１を密封することを実現し、液体貯蔵室１１０１内の磁性液体が第３の凹形キャビティ１１０５の壁面とキャピラリー２の外壁面との間から漏出することを防止する。
【００４８】
本発明のさらに別の実施例によれば、二つのガスケット９をさらに含み、二つのガスケット９内の一つのガスケット９は、二つのクランピングコンポーネント１内の一方のクランピングコンポーネント１のプレスカバー１７と上記のコイルボビン８の二つの翼縁８１内の一方の翼縁８１との間に設定され、二つのガスケット９内の他方のガスケット９は、二つのクランピングコンポーネント１内の他方のクランピングコンポーネント１のプレスカバー１７と上記のコイルボビン８の二つの翼縁８１内の他方の翼縁８１との間に設定される。ガスケット９を設定することによって、コイルボビン８とプレスカバー１７との間の隙間を調整することができ、接続の信頼性を増加するとともに、一定のシールの役割を果たすことができる。なお、ガスケット９は、フェルトパッドが好ましくし、ゴムパッドを使用することもできる。
【００４９】
本発明のいくつかの実施例によれば、連通管３はホースである。ホースが一定の柔軟性を有するため、取り付けと接続操作が容易になる。
【００５０】
本明細書の説明において、「一つの実施例」、「一部の実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例」、或いは「一部の例」などの用語を参照した説明とは、当該実施例或いは例に結合して説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施例或いは例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な表現は、必ずしも同じ実施例或いは例を示すものではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施例又は例において適切に結合することができる。
【００５１】
本発明の実施例を示して説明したが、当業者は、本発明の原理及び主旨から逸脱しなく、これらの実施例に対して各種の変更、修正、置き換え及び変形を行うことができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物により限定される。
【符号の説明】
【００５２】
１０００      キャピラリー式磁性液体加速度センサ
１            クランピングコンポーネント  
１１          クランピングベース  
１１０１      液体貯蔵室  
１１０１’    第２の凹形キャビティ 
１１０２      第２の連通孔 
１１０３      第１の連通孔  
１１０５      第３の凹形キャビティ  
１１０４      第４の凹形キャビティ
１２          プレスブロック  
１３          シールリング  
１４          ベースカバー  
１５          管継手  
１６          シーリングスリーブ  
１７          プレスカバー
２            キャピラリー
３            連通管
４            コイル
５            永久磁石
６            磁性液柱
７            気柱 
８            コイルボビン  
８’          透明絶縁スリーブ   
８１          翼縁  
８２          フランジ
９            ガスケット
【要約】      （修正有）【課題】安定性が良く、磁気回路が簡単で、測定結果が正確で、信頼性が高く、使用する時間が長いキャピラリー式磁性液体加速度センサを提供する。【解決手段】キャピラリー式磁性液体加速度センサ１０００は二つのクランピングコンポーネント１、キャピラリー２、連通管３、二つのコイル４、及び二つの永久磁石５を含み、二つのクランピングコンポーネントには、磁性液体を貯蔵する液体貯蔵室１１０１がそれぞれ設定され、キャピラリーの両端は、二つのクランピングコンポーネントにそれぞれ固定され、且つ二つの液体貯蔵室にそれぞれ密封して連通されて、二つの液体貯蔵室内の部分的な磁性液体がキャピラリーの両端からキャピラリー内に入って二つの磁性液柱を形成し、キャピラリー内の二つの磁性液柱間には、気柱又は磁性液体と非相溶する非磁性液柱が設けられる。【選択図】図１【図１】
0006839882.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006839882.tif 000004