[发明专利]一种磁性液体动态展示装置

说明书

本发明公开了一种自动化磁性液体动态展示装置，包括展示组件和磁动态组件，所述磁动态组件由机械传动系统、电磁铁、外部电路和电子控制系统组成，所述电磁铁固定于所述机械传动系统中，所述外部电路连接于机械传动系统的电机与电磁铁，外部电路通过电子控制系统控制电机的转动与电磁铁磁场的大小，所述展示组件为形成有一密闭空腔的透明部件，所述密闭空腔内填充有磁性液体，所述磁动态组件的磁场朝向展示组件，磁场驱使磁性液体定向排列而产生图案。该装置能够展现出磁性液体在单一磁场与复合磁场作用下的不同状态，能展示出纳米磁性液体的磁效应、悬浮特性及表面特性等特点。

技术领域

本发明涉及用于科技展示与教学的展示装置，尤其涉及磁性液体动态展示装置。

背景技术

目前，世界上磁性液体应用广泛。磁性液体于20世纪60年代首先由英国研制成功，短短50年时间，磁性液体蓬勃发展，并应用于化工、机械、仪表、环保、医疗、导航、定位、密封等领域。磁性液体是一种对磁场敏感的新型的液体功能材料，其在外磁场作用下具有阻尼、传热和靶向性等特性，因此有很多仪器都是利用磁性液体对磁场敏感特性制成。作为一种极具潜力的新型智能材料，我国的普及度却很低。从青少年到大学生对磁性液体的认知程度都很低，所以磁性液体的科学普及是一件必要的事情。

目前的磁性液体展示平台分为两种：第一，密闭的只能显现一种形状磁性液体的展示平台；第二，可通过改变磁场进而改变磁性液体的形状的展示平台。两种展示平台都不能使磁性液体总体的空间位置发生变化，展示单一。

发明内容

针对上述磁性液体展示装置存在的问题，本发明提供一种磁性液体动态展示装置。本发明通过对磁场大小和位置的调节能使纳米磁性液体表现出不同的表征。

本发明的技术方案如下：

一种自动化磁性液体动态展示装置，包括展示组件和磁动态组件，所述磁动态组件由机械传动系统、电磁铁、外部电路和电子控制系统组成，所述电磁铁固定于所述机械传动系统中，所述外部电路连接于机械传动系统的电机与电磁铁，通过电子控制系统控制电机的转动与电磁铁磁场的大小，所述展示组件为形成有一密闭空腔的透明部件，所述密闭空腔内填充有磁性液体，所述磁动态组件的磁场朝向展示组件，磁场驱使磁性液体定向排列而产生图案。

进一步地，在上述技术方案中，所述电磁铁包括4枚电磁铁，以四点中心三角形电磁铁矩阵形式固定。优选地，所述4枚电磁铁形状、物性相同。

进一步地，在上述所有技术方案中，所述机械传动系统包括电机和由电机驱动的齿形同步带，所述电磁铁固定于电磁铁固定平台上，所述电磁铁固定平台固定于齿形同步带上，随着齿形同步带的移动而移动。

进一步地，在上述所有技术方案中，所述透明部件的材料为玻璃、塑料或树脂。

进一步地，在上述所有技术方案中，所述外部电路为可显示电压的稳压电路，输出0～12V的直流电压。

在本发明中，机械传动系统中，电磁铁固定平台固结于齿形同步带上，随着齿形同步带的移动而移动，实现电机带动电磁铁矩阵的目的，这样的设置可实现磁性液体倒流的实验。通过外部电路的设计来实现纳米磁性液体在磁场下“液体”(磁性液体)开花的实验。外部电路分为电压控制电路与电机转动控制电路两部分。电压控制电路通过改变电磁铁两端的电压来调节每一个电磁铁的磁场强度大小，电磁矩阵为四点中心三角形样式，通过调节电压控制电路连接的旋钮改变各个电磁铁两端的电压，进而控制各个电磁铁的磁场大小、磁场方向实现总磁场的多样性；通过调节电磁铁所加的电压大小改变电磁铁磁场强度的大小可使磁场大小通过计算得知，使磁场大小量化。通过跳频(电压大幅跳动，从0-12V)改变磁场强度大小来实现“液体”(磁性液体)跳动的实验。通过精准调控电压调控改变磁场强度，实现对纳米磁性液体定性定量的实验。

通过调节电磁铁所加的电压大小改变电磁铁磁场强度的大小可使磁场大小通过计算得知，使磁场大小量化。