專利名稱：診斷電路、磁流變液診斷裝置以及自診斷磁流變液阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁流變液應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種診斷電路，用于診斷磁流變液中磁 性顆粒的沉降情況，本發(fā)明還涉及一種包括該診斷電路的磁流變液診斷裝置，以及應(yīng)用該 診斷裝置的自診斷磁流變液阻尼器。
背景技術(shù)：
在工程減振領(lǐng)域中經(jīng)常涉及到阻尼器，磁流變液阻尼器是一種性能優(yōu)良的變阻尼 控制器，具有阻尼力可調(diào)范圍寬、響應(yīng)迅速等特點(diǎn)。通過(guò)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)阻尼器的半主動(dòng) 控制。近年來(lái)，磁流變液阻尼器在橋梁、汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
然而，目前的磁流變液阻尼器還存在一定的缺陷，主要體現(xiàn)在磁流變液磁性顆粒 的沉降問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決，現(xiàn)有的磁流變液阻尼器在使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或長(zhǎng)期靜置后 其磁性顆粒易發(fā)生嚴(yán)重的沉降，從而影響磁流變液的阻尼效果，使磁流變液阻尼器的阻尼 力變小，阻尼效果降低，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成一定經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員傷亡。為了防止這種情 況的發(fā)生，保證磁流變液阻尼器在使用過(guò)程中的安全性、可靠性，一般磁流變液阻尼器在出 廠前都會(huì)經(jīng)過(guò)一系列測(cè)試，從而給出使用者該種磁流變液阻尼器的使用壽命，但是，由于使 用環(huán)境、靜置時(shí)間等各種因素的影響，磁流變液阻尼器在其預(yù)定的使用壽命未盡之前就已 經(jīng)出現(xiàn)磁性顆粒沉降過(guò)度，甚至報(bào)廢，還是會(huì)存在一定的安全隱患。目前，通過(guò)傳統(tǒng)用超聲 波傳感器可以檢測(cè)磁流變液阻尼器的磁性顆粒沉降程度從而診斷磁流變液阻尼器的運(yùn)行 狀態(tài)是否安全，但這種檢測(cè)方式是非實(shí)時(shí)性檢測(cè)，且超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較 高，實(shí)用性較低。
因此，如何對(duì)磁流變液阻尼器在使用過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)地診斷檢測(cè)，從而保證磁流 變液阻尼器在使用時(shí)的安全性、可靠性，是目前本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種診斷電路，用于檢測(cè)磁流變液中有效磁粒 沉降情況。本發(fā)明還提供了一種封裝有該診斷電路的磁流變液診斷裝置以及應(yīng)用該診斷裝 置的自診斷磁流變液阻尼器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
—種診斷電路，用于對(duì)磁流變液的沉降狀況進(jìn)行診斷，包括脈沖發(fā)生器、開(kāi)關(guān)電 路、第一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運(yùn)算單元，
所述脈沖發(fā)生器的輸出端分別與所述開(kāi)關(guān)電路的控制端a以及所述與門的第一 輸入端相連；
所述開(kāi)關(guān)電路的接線端O與所述第一接線端子相連；
所述第二接線端子與所述非門的輸入端以及所述電容的第一端相連；
所述非門的輸出端與所述與門的第二輸入端相連；
所述與門的輸出端通過(guò)所述運(yùn)算單元與所述脈沖發(fā)生器的第一輸入端相連；
所述電容的第二端與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端c以及所述脈沖發(fā)生器的第二輸入 端相連，且所述電容的第二端接地；
當(dāng)所述脈沖發(fā)生器輸出高電平時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路的接線端b與所述開(kāi)關(guān)電路的接 線端O導(dǎo)通，所述電容開(kāi)始充電，當(dāng)所述脈沖發(fā)生器由輸出高電平轉(zhuǎn)換為輸出低電平時(shí)，所 述開(kāi)關(guān)電路的接線端b與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端ο斷開(kāi)，同時(shí)所述開(kāi)關(guān)電路的接線端ο與 所述開(kāi)關(guān)電路的接線端c導(dǎo)通，所述電容開(kāi)始放電。
優(yōu)選地，上述診斷電路中，所述開(kāi)關(guān)電路具體包括第一光電耦合器、第二光電耦合 器、電阻R1、電阻R2、電阻R3、二極管以及三極管，
所述電阻Rl的第一端接電源，所述電阻Rl的第二端分別與所述第一光電耦合器 的第一輸入端以及所述第二光電稱合器的第一輸入端相連；
所述光電耦合器的第二輸入端與所述三極管的集電極相連；
所述第二光電耦合器的第二輸入端與所述二極管的陽(yáng)極相連；
所述二極管的陰極分別與所述三極管的發(fā)射極以及所述電阻R3的第二端相連， 且接地；
所述電阻R2的第二端分別與所述三極管的基極以及所述電阻R3的第一端相連， 且所述電阻R2作為所述開(kāi)關(guān)電路的控制端a ；
所述第一光電耦合器的第一輸出端作為所述開(kāi)關(guān)電路的接線端b ；
所述第一光電I禹合器的第二輸出端與所述第二光電I禹合器的第一輸出端相連，且 作為所述開(kāi)關(guān)電路的接線端O ;
所述第二光電耦合器的第二輸出端作為所述開(kāi)關(guān)電路的接線端C。
優(yōu)選地，上述診斷電路中，還包括與所述運(yùn)算單元相連的報(bào)警電路。
優(yōu)選地，上述診斷電路中，所述報(bào)警電路為聲光結(jié)合報(bào)警電路。
優(yōu)選地，上述診斷電路中，還包括與所述運(yùn)算單元相連的顯示單元。
本發(fā)明還提供了一種磁流變液診斷裝置，封裝有上述的診斷電路。
另外，本發(fā)明提供了一種自診斷磁流變液阻尼器，包括阻尼器本體以及上述的磁 流變液診斷裝置，所述阻尼器本體中的磁流變液內(nèi)設(shè)置有第一極板以及第二極板，且所述 第一極板與所述第一接線端子相連，所述第二極板與所述第二接線端子相連，兩極板之間 的磁流變液的等效電阻作為待測(cè)等效電阻電阻。
優(yōu)選地，上述自診斷磁流變液阻尼器中，所述第一極板以及所述第二極板設(shè)置在 所述阻尼器本體中的磁流變液的底部。
優(yōu)選地，上述自診斷磁流變液阻尼器中，所述阻尼器本體的腔室內(nèi)設(shè)置有環(huán)形管 道，所述環(huán)形管道將所述腔室劃分上半腔室以及下半腔室兩部分，所述第一極板以及所述 第二極板設(shè)置在所述下半腔室內(nèi)。
優(yōu)選地，上述自診斷磁流變液阻尼器中，所述磁流變液診斷裝置封裝在所述阻尼 器本體內(nèi)。
通過(guò)本發(fā)明提供的診斷電路，能夠計(jì)算出兩接線端子所接的磁流變液的等效阻 值，通過(guò)將該阻值與理想阻值進(jìn)行對(duì)比，來(lái)檢測(cè)磁流變液的沉降情況，判斷其是否可以繼續(xù) 使用。應(yīng)用到該診斷電路的磁流變液診斷裝置以及自診斷磁流變液阻尼器與之有相同的技 術(shù)效果。
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種診斷電路的電路圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種開(kāi)關(guān)電路的電路圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種診斷電路中與門輸出的脈沖與脈沖發(fā)生器輸出 的脈沖之間的時(shí)序?qū)φ請(qǐng)D4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種診斷電路的電路圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種自診斷磁流變液阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，圖1-圖5中
Rx為被測(cè)磁流變液的等效電阻、C為電容、Pl為脈沖發(fā)生器輸出的脈沖、P2為與 門電路輸出的脈沖、A為第一極板、B為第二極板。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種診斷電路，封裝有該診斷電路的磁流變液診斷裝置以及應(yīng)用該 診斷裝置的自診斷磁流變液阻尼器，可對(duì)磁流變液的沉降情況進(jìn)行檢測(cè)，并判斷該磁流變 液能否繼續(xù)在磁流變液阻尼器中可靠地工作。
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種診斷電路的電路圖，本發(fā)明實(shí)施例提 供的一種用于對(duì)磁流變液的沉降狀況進(jìn)行診斷的診斷電路，包括脈沖發(fā)生器、開(kāi)關(guān)電路、第 一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運(yùn)算單元。
所述脈沖發(fā)生器的輸出端分別與所述開(kāi)關(guān)電路的控制端a以及所述與門的第一 輸入端相連；
所述開(kāi)關(guān)電路的接線端O與所述第一接線端子相連；所述第二接線端子與所述非 門的輸入端以及所述電容的第一端相連；所述非門的輸出端與所述與門的第二輸入端相 連；所述與門的輸出端通過(guò)所述運(yùn)算單元與所述脈沖發(fā)生器的第一輸入端相連；所述電容 的第二端與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端c以及所述脈沖發(fā)生器的第二輸入端相連，且所述電容 的第二端接地；
當(dāng)磁流變液中的磁性顆粒發(fā)生沉降時(shí)，其底部的體積分?jǐn)?shù)增大，上部的磁流變液 體積分?jǐn)?shù)減小。又因?yàn)槟骋惶囟ㄎ恢?、特定體積的磁流變液具有特定的等效電阻值。這樣， 通過(guò)檢測(cè)該等效電阻值的大小，并與該磁流變液未發(fā)生沉降時(shí)的等效電阻值進(jìn)行對(duì)比，即 可判斷其沉降情況。圖1中所示的電阻Rx即為某一特定體積的待測(cè)磁流變液的等效電阻， 本發(fā)明實(shí)施例提供的此種診斷電路在對(duì)該待測(cè)磁流變液進(jìn)行測(cè)量診斷時(shí)，所述第一接線端子與電阻Rx的一端相連，所述第二接線端子與電阻Rx的另一端相連，脈沖發(fā)生器用以輸出高低電平交替的脈沖。
參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種診斷電路中與門輸出的脈沖與脈沖發(fā)生器輸出的脈沖之間的時(shí)序?qū)φ請(qǐng)D，其中，Pl為脈沖發(fā)生器輸出的脈沖、P2為與門電路輸出的脈沖。
在A時(shí)刻，所述脈沖發(fā)生器輸出高電平，所述開(kāi)關(guān)電路的接線端b與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端ο導(dǎo)通，所述電容開(kāi)始充電。
在B時(shí)刻，所述電容的第一端電壓值達(dá)到非門預(yù)設(shè)的閾值電壓時(shí)，非門被觸發(fā)。
在C時(shí)刻，脈沖發(fā)生器的輸出高電平結(jié)束，轉(zhuǎn)為輸出低電平，此時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路的接線端b與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端ο斷開(kāi)，同時(shí)所述開(kāi)關(guān)電路的接線端ο與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端c導(dǎo)通，所述電容開(kāi)始放電。
在D時(shí)刻,所述電容的第一端電壓值小于非門預(yù)設(shè)的閾值電壓,非門的觸發(fā)態(tài)結(jié)束，直到E時(shí)刻，一個(gè)完整的循環(huán)過(guò)程結(jié)束，并開(kāi)始下一循環(huán)。
對(duì)于與門電路輸出的脈沖P2而言，一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)與門電路輸出的高電平持續(xù)時(shí)間t (即時(shí)刻A到時(shí)刻B之間的時(shí)間差)與該特定磁流變液的等效電阻值Rx之間有如下關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種診斷電路，用于對(duì)磁流變液的沉降狀況進(jìn)行診斷，其特征在于，包括脈沖發(fā)生器、開(kāi)關(guān)電路、第一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運(yùn)算單元， 所述脈沖發(fā)生器的輸出端分別與所述開(kāi)關(guān)電路的控制端a以及所述與門的第一輸入端相連； 所述開(kāi)關(guān)電路的接線端O與所述第一接線端子相連； 所述第二接線端子與所述非門的輸入端以及所述電容的第一端相連； 所述非門的輸出端與所述與門的第二輸入端相連； 所述與門的輸出端通過(guò)所述運(yùn)算單元與所述脈沖發(fā)生器的第一輸入端相連； 所述電容的第二端與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端c以及所述脈沖發(fā)生器的第二輸入端相連，且所述電容的第二端接地； 當(dāng)所述脈沖發(fā)生器輸出高電平時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路的接線端b與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端0導(dǎo)通，所述電容開(kāi)始充電，當(dāng)所述脈沖發(fā)生器由輸出高電平轉(zhuǎn)換為輸出低電平時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路的接線端b與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端0斷開(kāi)，同時(shí)所述開(kāi)關(guān)電路的接線端0與所述開(kāi)關(guān)電路的接線端c導(dǎo)通，所述電容開(kāi)始放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電路具體包括第一光電耦合器、第二光電耦合器、電阻R1、電阻R2、電阻R3、二極管以及三極管， 所述電阻Rl的第一端接電源，所述電阻Rl的第二端分別與所述第一光電耦合器的第一輸入端以及所述第二光電稱合器的第一輸入端相連； 所述光電耦合器的第二輸入端與所述三極管的集電極相連； 所述第二光電耦合器的第二輸入端與所述二極管的陽(yáng)極相連； 所述二極管的陰極分別與所述三極管的發(fā)射極以及所述電阻R3的第二端相連，且接地； 所述電阻R2的第二端分別與所述三極管的基極以及所述電阻R3的第一端相連，且所述電阻R2作為所述開(kāi)關(guān)電路的控制端a ； 所述第一光電耦合器的第一輸出端作為所述開(kāi)關(guān)電路的接線端b ； 所述第一光電耦合器的第二輸出端與所述第二光電耦合器的第一輸出端相連，且作為所述開(kāi)關(guān)電路的接線端O ; 所述第二光電耦合器的第二輸出端作為所述開(kāi)關(guān)電路的接線端C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷電路，其特征在于，還包括與所述運(yùn)算單元相連的報(bào)警電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的診斷電路，其特征在于，所述報(bào)警電路為聲光結(jié)合報(bào)警電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷電路，其特征在于，還包括與所述運(yùn)算單元相連的顯示單元。
6.一種磁流變液診斷裝置，其特征在于，封裝有如權(quán)利要求3-5任意一項(xiàng)所述的診斷電路。
7.—種自診斷磁流變液阻尼器，其特征在于，包括阻尼器本體以及如權(quán)利要求6所述的磁流變液診斷裝置，所述阻尼器本體中的磁流變液內(nèi)設(shè)置有第一極板以及第二極板，且所述第一極板與所述第一接線端子相連，所述第二極板與所述第二接線端子相連，兩極板之間的磁流變液的等效電阻作為待測(cè)等效電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自診斷磁流變液阻尼器，其特征在于，所述第一極板以及所述第二極板設(shè)置在所述阻尼器本體底部的磁流變液中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自診斷磁流變液阻尼器，其特征在于，所述阻尼器本體的腔室內(nèi)設(shè)置有環(huán)形管道，所述環(huán)形管道將所述腔室劃分上半腔室以及下半腔室兩部分，所述第一極板以及所述第二極板設(shè)置在所述下半腔室內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任意一項(xiàng)所述的自診斷磁流變液阻尼器，其特征在于，所述磁流變液診斷裝置封裝在所述阻尼器本體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種診斷電路，用于對(duì)磁流變液的沉降狀況進(jìn)行診斷，包括脈沖發(fā)生器、開(kāi)關(guān)電路、第一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運(yùn)算單元。通過(guò)該診斷電路可以測(cè)得某一特定體積的流動(dòng)磁流變液的等效電阻值，通過(guò)將該測(cè)得的等效電阻值與磁流變液對(duì)應(yīng)的理想等效電阻值進(jìn)行對(duì)比，從而診斷出被測(cè)磁流變液的沉降狀況。本發(fā)明還提供了一種基于該診斷電路的磁流變液診斷裝置以及應(yīng)用所述磁流變液診斷裝置的自診斷磁流變液阻尼器，通過(guò)對(duì)磁流變液的沉降狀況的檢測(cè)，可判斷所述自診斷磁流變液阻尼器能否繼續(xù)正常使用，進(jìn)而避免了因磁流變液過(guò)度沉降而導(dǎo)致的阻尼效果下降的情況，提高了磁流變液阻尼器使用的安全性、可靠性。
文檔編號(hào)F16F9/53GK103018144SQ20121045362
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者何國(guó)田, 林遠(yuǎn)長(zhǎng), 徐澤宇, 王仲勛, 王松, 趙健, 劉永福, 陳曦, 朱曉強(qiáng), 左家奇 申請(qǐng)人:重慶綠色智能技術(shù)研究院