[发明专利]精密无固有力低泄漏电磁阻尼装置

说明书

一种可应用于精密电磁天平或者其他需消除机械振动场合的精密无固有力低泄漏电磁阻尼装置。所述装置包括异型铁心、永磁体、磁性相消的多层阻尼片、内层纯铁屏蔽、外层坡莫合金屏蔽。纯铜纯铝的组合式阻尼片使得其磁性相互抵消，从而不产生固有力，不会在天平装置中引入固定偏差。而内层与外层的双层屏蔽充分发挥了纯铁不易饱和的特性和坡莫合金高磁导率的特性，泄露出的磁场可衰减到地磁场量级，使得本发明可以应用到对无磁性要求较高的场合。

技术领域：

本发明涉及一种电磁阻尼器,具体涉及一种不产生固有附加力的低泄漏磁场的电磁阻尼装置。

背景技术：

质量的测量是物理中基本测量之一。最常用的测量质量的工具是天平。高精度天平一般通过刀口或者铰链来解耦悬挂的砝码与天平横梁，当悬挂的砝码在晃荡时便会造成质量测量的误差，所以一般高精度天平都会加上阻尼器来使得悬挂物体尽快静止下来。普通天平的阻尼器，要使天平在不到一分钟的时间内静止下来；而精密天平的阻尼器,应使天平在摆动1—2个周期内完全静止，并且不能影响到质量的测量。

一般天平采用空气阻尼，空气阻尼由内阻尼筒和外阻尼筒构成，内外阻尼筒相隔很小的气隙，内阻尼筒晃动时候在外阻尼筒内造成空气流动，产生阻尼力。

空气阻尼的优点是结构简单，绝对无接触。但是它的缺点也很明显：阻尼力太小，较重的物体阻尼效果不明显，往往需要比较长的时间才能阻尼住。而且内外阻尼筒的间隙必须要很小，很容易造成碰擦，引起测量误差。

也有天平采用油阻尼，悬挂物体在油中运动的时候会使得油流动从而形成阻尼力。油阻尼相对空气阻尼来讲阻尼力要大的多，很快就能阻尼住。但是它也有很多缺点，油会产生浮力；油与悬挂物体必须接触，从而会沿着接触杆不断往上渗析；在悬挂物体晃荡时，会造成接触杆上沾附上油造成质量变化。

常用的电磁阻尼器由弱磁性的阻尼片和永磁体构成，阻尼片在磁场中运动产生涡流从而产生阻尼力。虽然电磁阻尼可以克服以上阻尼的一些缺点，但是在高精密的测量领域，电磁阻尼阻尼片的弱磁性在磁场中会产生固定的附加力，这个附加力会对精密测量引入误差。同时电磁阻尼泄露的磁场也使得电磁阻尼无法在对无磁性要求高的场合进行应用。

不光是天平，任何机械结构受到载荷作用的时候都会产生震动。在高、精、尖等技术领域,机械振动会造成结构破坏失效，精度下降，寿命缩短以及出现伤亡事故。例如，火箭发射时，冲击载荷可能会造成的结构破坏，发射精度降低；汽车行驶时，路面的粗糙不平使其舒适性降低；仪器仪表的振动会导致其测量精度下降等。

阻尼器可以在一定的程度上增加结构的阻尼系数，使得结构快速稳定。所以，阻尼效果好，结构简单，安装方便的阻尼器将广泛应用与各种机械结构中。

发明内容：

为了克服上述现有天平阻尼的各种缺点，本发明设计了一种精密无固有力低泄漏电磁阻尼装置，可以在对无磁性要求较高的精密测量领域进行应用。

理想阻尼只有在阻尼片运动时才会产生与速度成正比的阻尼力，阻尼片静止时不产生任何固有附加力。而常用的电磁阻尼其阻尼片的弱磁性在强磁场中会产生固有力，其垂直力分量F_z的表达式为：

其中，μ₀是真空磁导率，M是介质的磁化强度矢量，H是对介质产生力作用的外磁场的强度。对于各向同性的线性介质，磁化强度矢量与外磁场强度H成正比：

M＝χH (2)