一种抗磁性材料密度高分辨率测量方法

作     者：陈超云 王灿 文慧卿 CHEN Chaoyun;WANG Can;WEN Huiqing

作者机构：上海市计量测试技术研究院上海201203 

出 版 物：《中国测试》 (China Measurement & Test)

年 卷 期：2024年第50卷第7期

页      面：186-190页

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主　　题：计量学 有限元仿真 磁感应强度 磁力悬浮 密度测量 

摘      要：针对现有抗磁性材料密度测量的磁力悬浮装置存在灵敏度低、分辨率低的问题,提出一种沿着弱磁化方向测量抗磁性材料密度的方法,以减小测量范围的方式来提高装置的分辨率。使用有限元仿真软件在磁化方向θ=0°和90°时对不同磁体间距d进行参数化扫描,得到悬浮区间的磁感应强度分布。θ=0°时,呈现磁场梯度大、测量范围大、灵敏度低、分辨率低的特点;θ=90°时,呈现磁场梯度小、测量范围小、灵敏度高、分辨率高的特点。标准玻璃浮子悬浮实验表明:θ=0°时,由于缺乏足够的灵敏度来克服浮子之间的接触、排斥作用,浮子始终呈现聚集状态;θ=90°时,且磁体间距满足d=L(磁体长度)时,分辨率提高到Δρmin=0.02 kg/m3。该装置结构简单,能够区分出材料微小密度差异,适用于低质量、小尺寸、不均匀、不规则抗磁性材料的密度测量,在密度计量领域具有一定的应用前景。