[01241087]差动传感式磁流变阻尼器

磁流变阻尼器是一种广泛应用于半主动控制系统中的新型阻尼器件。

该阻尼器主要通过改变填充在阻尼器内部的磁流变液的屈服强度，达到动态改变输出阻尼力的目的。

采用磁流变阻尼器的半主动控制系统一般由磁流变阻尼器、位移传感器及控制器组成。

当位移传感器检测到阻尼器两端的振动信号后，将振动的频率和幅值等参数反馈给控制器，控制器根据振动信号以电流的形式传给阻尼器，阻尼器内部的磁流变液因电流的变化导致磁场强度发生变化，从而使磁流变液磁化程度发生变化，产生不同强度的剪切屈服应力。

目前，磁流变半主动控制系统已在建筑物减振、铁路机车车辆减振等方面取得广泛应用。

磁流变阻尼器所具有的毫秒级响应速度、大控制范围和大阻尼力输出的特点，非常符合铁路机车车辆减振系统的需求。

相对于建筑物减振，铁路机车车辆减振具有控制精度高、环境复杂多变的特点，应用于机车车辆减振的磁流变阻尼器需要外置传感器来保证减振精度和减振效果。

由于安装传感器的位置要求能准确反映阻尼器的振动情况，因此在装配时需在阻尼器相邻位置预留与之配套使用的传感器的安装空间，从而构成半主动控制系统。

由于机车车辆安装空间狭小、外界环境复杂多变，传感器容易暴露于外部环境中，并易受到渗水、渗油、电磁干扰等影响，从而降低半主动控制系统的可靠性。为保证控制系统可靠性，必须预留传感器安装空间并对传感器采取保护措施。此举虽然能够使系统可靠性增加，但同样会使得磁流变阻尼器系统安装空间、维护及安装成本提高，从而进一步阻碍磁流变阻尼器的工业应用发展。

为了克服背景技术中存在的问题及在不影响阻尼器性能的前提下提升磁流变阻尼器的功能，本发明将差动理论思想与磁流变阻尼器相结合，提出一种差动传感式磁流变阻尼器。该阻尼器通过内置一绕线钢筒作为差动感应线圈载体，以活塞头内的阻尼器激励线圈复用为感应激励源，当激励源输入远大于磁流变液响应频率的交变电压后会在感应线圈中产生同频交变电动势;激励源位置的变化即活塞杆与缸体间相对位置的变化可直接被感应电动势的变化所反映。

通过上述设计相当于在阻尼器内部集成一个可实时监测的有源差动位移传感器，可实时反映阻尼器两端由于振动所产生的相对位置变化。基于差动传感理论，通过对常规磁流变阻尼器结构的改进，使阻尼器的工作磁路与感应磁路互不影响。

该差动传感式磁流变阻尼器既能完成可控阻尼力的输出又能实现与位移呈线性比例关系的电压信号输出，具备阻尼力可控和相对位移动态测量的复合功能。

与传统的磁流变阻尼器和位移传感器分离安装设置相比，本发明差动传感式磁流变阻尼器使用时无需外接传感器，所需安装空间及工作空间少，安装成本和维护费用低廉。

采用差动传感式磁流变阻尼器的半主动控制系统能够应对更加复杂多变的外部环境影响。

在降低系统综合成本的同时，系统能够对阻尼器振动位移量实时采集和动态监测，实现磁流变阻尼器半主动控制系统的动态无滞后监测，可进一步提高系统可靠性。