[发明专利]一种力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置和方法

权利要求书

1.一种力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，包括：

粘度检测模块，用于通过旋转阻力矩检测待测液体的粘度；

磁场发生模块，用于为待测液体提供外加磁场；

主控模块，用于构建待测液体中磁性颗粒的动态磁致力学模型，并根据粘度检测数据结合所述动态磁致力学模型，调节磁场发生模块输出磁场强度，控制所述待测液体中磁性颗粒磁致成链。

2.根据权利要求1所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，所述粘度检测模块包括转子，将所述转子浸入所述待测液体中，控制所述转子转动，获取所述转子的旋转阻力矩。

3.根据权利要求2所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，所述旋转阻力矩表示为：

其中，F表示水平方向磁性颗粒水平方向所受合力，η为所述待测液体粘度，S为所述转子旋转面面积，r为所述转子旋转面半径，v为所述转子的转速，ω为所述转子的旋转角速度。

4.根据权利要求2所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，所述粘度检测模块包括温度传感器，通过所述温度传感器检测的环境温度对所述粘度检测模块的转子进行调速。

5.根据权利要求2所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，构建待测液体中磁性颗粒的动态磁致力学模型，包括：

确定磁性颗粒的环形面电流，根据所述环形面电流和外加磁场，获取磁性颗粒的动态磁致力学模型力学模型。

6.根据权利要求2所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，所述磁场发生模块包括一组平行且连通的共轴线圈，线圈内的电流大小和方向相同，且线圈之间的距离等于线圈半径。

7.根据权利要求5所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，确定所述磁性颗粒的环形面电流，包括：

将单个磁性颗粒分子看作球状颗粒，并将单个磁性颗粒切分为n个截面薄片，对所述n个截面薄片的环形面电流求和，得到对应磁性颗粒的环形面电流。

8.根据权利要求7所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，多个磁性颗粒的环形面电流表示为：

其中，N为单位体积分子个数，A为磁性颗粒中心截面积，I_m为每个分子电流大小，ds为磁性颗粒截面圆向里r圆周上单位距离。

9.根据权利要求5所述的力敏传感单元磁致链化实时成链控制装置，其特征在于，所述磁性颗粒的动态磁致力学模型力学模型表示为：

F＝F₁+F₂＝2πRIB-6πRη₀μ

其中，F₁表示磁性颗粒所受磁力，F₂表示水平方向磁性颗粒所受粘性阻力，F表示水平方向磁性颗粒水平方向所受合力，R：磁性颗粒半径；I：磁性颗粒中的环形电流；B：外加磁场大小；η0：待测液体的有效粘度；μ：磁性颗粒运动速度，与运动方向相反。

10.一种力敏传感单元磁致链化实时成链控制方法，其特征在于，包括：

通过浸入待测液体的检测模块的检测端对应的旋转阻力矩检测待测液体的粘度；

构建待测液体中磁性颗粒的动态磁致力学模型，并根据粘度检测数据结合所述动态磁致力学模型，调节外加磁场强度，控制所述待测液体中磁性颗粒磁致成链。