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
技術領域：
本發明涉及磁流變液應用領域，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，以及應用該 診斷裝置的自診斷磁流變液阻尼器。
背景技術：
在工程減振領域中經常涉及到阻尼器，磁流變液阻尼器是一種性能優良的變阻尼 控制器，具有阻尼力可調范圍寬、響應迅速等特點。通過其結構特點可實現阻尼器的半主動 控制。近年來，磁流變液阻尼器在橋梁、汽車等領域得到了廣泛的應用。
然而，目前的磁流變液阻尼器還存在一定的缺陷，主要體現在磁流變液磁性顆粒 的沉降問題還沒有得到很好的解決，現有的磁流變液阻尼器在使用時間過長或長期靜置后 其磁性顆粒易發生嚴重的沉降，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，嚴重時可能會造成一定經濟損失，甚至人員傷亡。為了防止這種情 況的發生，保證磁流變液阻尼器在使用過程中的安全性、可靠性，一般磁流變液阻尼器在出 廠前都會經過一系列測試，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 用環境、靜置時間等各種因素的影響，磁流變液阻尼器在其預定的使用壽命未盡之前就已 經出現磁性顆粒沉降過度，甚至報廢，還是會存在一定的安全隱患。目前，通過傳統用超聲 波傳感器可以檢測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行 狀態是否安全，但這種檢測方式是非實時性檢測，且超聲波傳感器的結構比較復雜，成本較 高，實用性較低。
因此，如何對磁流變液阻尼器在使用過程中進行實時地診斷檢測，從而保證磁流 變液阻尼器在使用時的安全性、可靠性，是目前本領域的技術人員亟待解決的問題。發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種診斷電路，用于檢測磁流變液中有效磁粒 沉降情況。本發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用該診斷裝 置的自診斷磁流變液阻尼器。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案
—種診斷電路，用于對磁流變液的沉降狀況進行診斷，包括脈沖發生器、開關電 路、第一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運算單元，
所述脈沖發生器的輸出端分別與所述開關電路的控制端a以及所述與門的第一 輸入端相連；
所述開關電路的接線端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所述運算單元與所述脈沖發生器的第一輸入端相連；
所述電容的第二端與所述開關電路的接線端c以及所述脈沖發生器的第二輸入 端相連，且所述電容的第二端接地；
當所述脈沖發生器輸出高電平時，所述開關電路的接線端b與所述開關電路的接 線端O導通，所述電容開始充電，當所述脈沖發生器由輸出高電平轉換為輸出低電平時，所 述開關電路的接線端b與所述開關電路的接線端ο斷開，同時所述開關電路的接線端ο與 所述開關電路的接線端c導通，所述電容開始放電。
優選地，上述診斷電路中，所述開關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極相連；
所述二極管的陰極分別與所述三極管的發射極以及所述電阻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作為所述開關電路的控制端a ；
所述第一光電耦合器的第一輸出端作為所述開關電路的接線端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 作為所述開關電路的接線端O ;
所述第二光電耦合器的第二輸出端作為所述開關電路的接線端C。
優選地，上述診斷電路中，還包括與所述運算單元相連的報警電路。
優選地，上述診斷電路中，所述報警電路為聲光結合報警電路。
優選地，上述診斷電路中，還包括與所述運算單元相連的顯示單元。
本發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設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等效電阻電阻。
優選地，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置在 所述阻尼器本體中的磁流變液的底部。
優選地，上述自診斷磁流變液阻尼器中，所述阻尼器本體的腔室內設置有環形管 道，所述環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 第二極板設置在所述下半腔室內。
優選地，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。
通過本發明提供的診斷電路，能夠計算出兩接線端子所接的磁流變液的等效阻 值，通過將該阻值與理想阻值進行對比，來檢測磁流變液的沉降情況，判斷其是否可以繼續 使用。應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 術效果。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種診斷電路的電路圖2為本發明實施例提供的一種開關電路的電路圖3為本發明實施例提供的一種診斷電路中與門輸出的脈沖與脈沖發生器輸出 的脈沖之間的時序對照圖4為本發明實施例提供的另一種診斷電路的電路圖5為本發明實施例提供的一種自診斷磁流變液阻尼器的結構示意圖。
其中，圖1-圖5中
Rx為被測磁流變液的等效電阻、C為電容、Pl為脈沖發生器輸出的脈沖、P2為與 門電路輸出的脈沖、A為第一極板、B為第二極板。
具體實施方式
本發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用該 診斷裝置的自診斷磁流變液阻尼器，可對磁流變液的沉降情況進行檢測，并判斷該磁流變 液能否繼續在磁流變液阻尼器中可靠地工作。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
請參照圖1，圖1為本發明實施例提供的一種診斷電路的電路圖，本發明實施例提 供的一種用于對磁流變液的沉降狀況進行診斷的診斷電路，包括脈沖發生器、開關電路、第 一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運算單元。
所述脈沖發生器的輸出端分別與所述開關電路的控制端a以及所述與門的第一 輸入端相連；
所述開關電路的接線端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所述運算單元與所述脈沖發生器的第一輸入端相連；所述電容 的第二端與所述開關電路的接線端c以及所述脈沖發生器的第二輸入端相連，且所述電容 的第二端接地；
當磁流變液中的磁性顆粒發生沉降時，其底部的體積分數增大，上部的磁流變液 體積分數減小。又因為某一特定位置、特定體積的磁流變液具有特定的等效電阻值。這樣， 通過檢測該等效電阻值的大小，并與該磁流變液未發生沉降時的等效電阻值進行對比，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磁流變液的等效電阻， 本發明實施例提供的此種診斷電路在對該待測磁流變液進行測量診斷時，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，脈沖發生器用以輸出高低電平交替的脈沖。
參見圖3，圖3為本發明實施例所提供的一種診斷電路中與門輸出的脈沖與脈沖發生器輸出的脈沖之間的時序對照圖，其中，Pl為脈沖發生器輸出的脈沖、P2為與門電路輸出的脈沖。
在A時刻，所述脈沖發生器輸出高電平，所述開關電路的接線端b與所述開關電路的接線端ο導通，所述電容開始充電。
在B時刻，所述電容的第一端電壓值達到非門預設的閾值電壓時，非門被觸發。
在C時刻，脈沖發生器的輸出高電平結束，轉為輸出低電平，此時，所述開關電路的接線端b與所述開關電路的接線端ο斷開，同時所述開關電路的接線端ο與所述開關電路的接線端c導通，所述電容開始放電。
在D時刻,所述電容的第一端電壓值小于非門預設的閾值電壓,非門的觸發態結束，直到E時刻，一個完整的循環過程結束，并開始下一循環。
對于與門電路輸出的脈沖P2而言，一個循環周期內與門電路輸出的高電平持續時間t (即時刻A到時刻B之間的時間差)與該特定磁流變液的等效電阻值Rx之間有如下關系
權利要求
1.一種診斷電路，用于對磁流變液的沉降狀況進行診斷，其特征在于，包括脈沖發生器、開關電路、第一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運算單元， 所述脈沖發生器的輸出端分別與所述開關電路的控制端a以及所述與門的第一輸入端相連； 所述開關電路的接線端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所述運算單元與所述脈沖發生器的第一輸入端相連； 所述電容的第二端與所述開關電路的接線端c以及所述脈沖發生器的第二輸入端相連，且所述電容的第二端接地； 當所述脈沖發生器輸出高電平時，所述開關電路的接線端b與所述開關電路的接線端0導通，所述電容開始充電，當所述脈沖發生器由輸出高電平轉換為輸出低電平時，所述開關電路的接線端b與所述開關電路的接線端0斷開，同時所述開關電路的接線端0與所述開關電路的接線端c導通，所述電容開始放電。
2.根據權利要求1所述的診斷電路，其特征在于，所述開關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極相連； 所述二極管的陰極分別與所述三極管的發射極以及所述電阻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作為所述開關電路的控制端a ； 所述第一光電耦合器的第一輸出端作為所述開關電路的接線端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，且作為所述開關電路的接線端O ; 所述第二光電耦合器的第二輸出端作為所述開關電路的接線端C。
3.根據權利要求1所述的診斷電路，其特征在于，還包括與所述運算單元相連的報警電路。
4.根據權利要求3所述的診斷電路，其特征在于，所述報警電路為聲光結合報警電路。
5.根據權利要求1所述的診斷電路，其特征在于，還包括與所述運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，封裝有如權利要求3-5任意一項所述的診斷電路。
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設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等效電阻。
8.根據權利要求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置在所述阻尼器本體底部的磁流變液中。
9.根據權利要求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設置有環形管道，所述環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置在所述下半腔室內。
10.根據權利要求7-9任意一項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。
全文摘要
本發明公開了一種診斷電路，用于對磁流變液的沉降狀況進行診斷，包括脈沖發生器、開關電路、第一接線端子、第二接線端子、電容、非門、與門以及運算單元。通過該診斷電路可以測得某一特定體積的流動磁流變液的等效電阻值，通過將該測得的等效電阻值與磁流變液對應的理想等效電阻值進行對比，從而診斷出被測磁流變液的沉降狀況。本發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用所述磁流變液診斷裝置的自診斷磁流變液阻尼器，通過對磁流變液的沉降狀況的檢測，可判斷所述自診斷磁流變液阻尼器能否繼續正常使用，進而避免了因磁流變液過度沉降而導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F16F9/53GK103018144SQ20121045362
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者何國田, 林遠長, 徐澤宇, 王仲勛, 王松, 趙健, 劉永福, 陳曦, 朱曉強, 左家奇 申請人:重慶綠色智能技術研究院