[发明专利]一种利用电流变液检测直流电场强度的装置

说明书

一种利用电流变液的电流变效应检测直流电场强度的装置，主要包括支架、密闭容器、电流变液、内置滑轨、通孔、内置管、工作球、反光薄膜、激光发射及接收装置、导线、电磁阀。当装置处于外加电场时，电流变液的粘度、流动性等发生改变，导致在其中运动的工作球运动状态发生变化，并最终造成激光发射及接收装置输出时间不同。该输出时间传输给工控机后，与存储数据库进行t‑E匹配达到检测电流变液上所加电场强度的目的。该方法具有响应速度快、结果稳定，结构简单成本低，尺寸大小不受限制等优点。

技术领域

本发明涉及电场强度检测技术领域，尤其是涉及一种利用电流变液检测直流电场强度的装置。

背景技术

电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场。电场这种物质与通常的实物不同，虽不是由分子原子等组成，但却是客观存在的。电场具有力和能量等客观属性，在电荷周围总有电场存在；同时电场对场中其他电荷发生力的作用。电场的力的性质表现为：电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力。

在外电场作用下，电流变液中的固体颗粒获得电场的感应作用，从而由液态进入固态。性能良好的电流变液在电场的作用下能产生明显的电流变效应，即可在液态和类固态间进行快速可逆的转化，并保持粘度连续。即当不加电场时，电流变体为液体，黏度很小；当加上电场后，电流变体的黏度随电场的增加而增大。电流变液对电场强度的变化具有灵敏度高，状态变化迅速，可逆且能耗小，能够循环利用且重复性高等特点。因而可以利用电流变液的状态反推加载电场的数值。与之形成鲜明对比的是：目前市面上电场的测量手段或器件相对较少且存在测量不精准、设备复杂、设备或测试成本相对较高等缺点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用电流变液检测直流电场强度的装置。本发明具有结构简单、成本低、响应速度快且稳定等特点。

本发明的技术方案如下：

一种电流变液检测直流电场强度的装置，包括具有底座和悬臂的支架，所述支架的底座上固定密闭容器；密闭容器内腔充满电流变液，密闭容器内部底面固定垂直于底面的内置管；

所述内置管底部与顶端具有与电流变液相通的通孔，内置管中放置平行于内置管管体长度方向的内置滑轨，内置滑轨中有可以沿内置滑轨轨道运动的工作球；所述工作球的初始位置固定于内置滑轨顶部的电磁阀上；所述工作球靠近内置管顶端的部分的外表面涂有反光薄膜；

所述支架的悬臂上设置正对工作球的激光发射及接收装置。

所述容器为密闭容器，所用材料熔点在230℃～260℃，有透光性，透光率≥90％，颜色为无色或近似无色。

所述密闭容器的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、或聚碳酸酯。

所述密闭容器与支架底座接触紧密，无漏液；所述内置管底端与密闭容器底端接触紧密。

所述电流变液具有良好的透光性，透光率≥80％。

所述电流变液为Ca-Ti-O电流变液、Al₂O₃电流变液、改性TiO₂电流变液、或Sm-TiO₂纳米电流变液，电流变液雷诺数Re＜0.2。

所述工作球为绝缘材料，其中ρ_球＞ρ_液，r_球＜3mm；其中ρ为密度，r为半径。

所述激光发射及接收装置高度可调。

所述反光薄膜上表面光滑平整。