磁流体多维演示方法及装置与流程

1.本发明涉及一种磁流体多维演示方法及装置。


背景技术：

2.磁流体独特的物理效应与艺术形貌使之愈加受到关注，并被开发成各类艺术、娱乐、减压、潮玩产品。将磁流体的磁控流体形貌与某种对象规律(如音乐、乐器等的分贝)相映射，实现对该对象规律的可视化呈现，从而利用磁流体的流体形貌达到一种艺术化效果。现有一种磁流体音乐可视化音箱，即融合磁流体对音乐的可视化呈现和传统的音响功能，其在含有磁流体的容器背面集成了电磁铁，通过音频信号控制电磁铁的磁场强度，从而驱动磁流体的动态流动。这种演示装置的不足在于：一方面，容器背面电磁铁的磁场变化频率过快时，聚集的磁流体在快速响应时的流动位移小，即对快节奏音乐的可视化效果差；另一方面，仅在单个平面后(背面)布置电磁铁控制时，磁流体亦只在该平面或附近发生响应，所呈现的立体视觉效果有限。
3.针对上述问题，有必要研发一种能使磁流体可在多面体的一个面内或多个面之间移动的装置及方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种磁流体多维演示方法及装置，以解决现有技术中存在的问题。
5.为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，磁流体多维演示装置，包括容器、若干磁场发生器、磁流体和透明介质。
6.所述容器为内部中空的封闭结构，磁流体和透明介质均位于容器内。
7.所述容器为具有至少两个平面外壁的曲面体或为多面体，容器的至少两个平面外壁上各安装有m个磁场发生器，容器未安装磁场发生器的若干外壁中的一个侧壁记为观察面，观察面由透明材料制成，m≥1。
8.工作时，通过调整所述磁场发生器的磁场强度控制磁流体在容器内的运动，使用者透过观察面观察磁流体的运动轨迹。
9.进一步，所述容器安装有磁场发生器的平面外壁相互接壤。
10.进一步，当m＝1时，所述磁流体的运动轨迹为在容器不同平面外壁所对应的内壁间跨越或分裂到容器不同平面外壁所对应的内壁上。m＞1时，所述磁流体的运动轨迹为在容器不同平面外壁所对应的内壁间跨越、分裂到容器不同平面外壁所对应的内壁上或在容器同一平面外壁所对应的内壁上运动。
11.进一步，所述容器为长方体结构。
12.进一步，所述磁场发生器为电磁铁。
13.基于上述的磁流体多维演示装置的演示方法，工作时，依据音频信号的时域幅值调节所述磁场发生器的磁场强度，磁流体受磁场变化在容器内运动。
14.基于上述的磁流体多维演示装置的演示方法，工作时，将音频时域信号分帧获取频谱，将频谱划分为若干段，依据设定段的频谱幅值调整磁场发生器的磁场强度，磁流体受磁场变化在容器内运动。
15.基于上述的磁流体多维演示装置的演示方法，工作时，使用者设定周期磁场信号、逐渐增大磁场信号、逐渐减小磁场信号、阶跃磁场信号和脉冲磁场信号，依据这些信号中的单个信号或至少两个信号的组合磁场信号调整所述磁场发生器的磁场强度，磁流体受磁场变化在容器内运动。
16.进一步，所述磁流体还可在容器的若干内壁之间进行有序跨面运动、随机跨面运动或同时在两个及以上的面上运动。
17.进一步，当m＞1时，所述磁流体还可在容器设定的内壁上进行面内有序运动或面内随机运动。
18.本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明装置的所述容器的多个面上布置一个或多个磁场发生器，使磁流体可在多面体的一个面内移动或多个面之间移动，实现更加立体的演示效果。
附图说明
19.图1为实施例1所述装置的示意图；
20.图2为实施例1所述装置的磁流体运动轨迹；
21.图3为实施例2所述装置的示意图；
22.图4为实施例2所述装置的磁流体运动轨迹。
23.图中：容器1、磁场发生器2、磁流体3和透明介质4。
具体实施方式
24.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
25.实施例1：
26.本实施例公开了磁流体多维演示装置，包括容器1、若干磁场发生器2、磁流体3和透明介质4。
27.所述容器1为内部中空的封闭结构，磁流体3和透明介质4均位于容器1内。
28.所述容器1为具有至少两个平面外壁的曲面体或为多面体，容器1的至少两个平面外壁上安装有m个磁场发生器2，容器1未安装磁场发生器2的若干外壁中的一个侧壁记为观察面，观察面由透明材料制成，m≥1。
29.所述容器1安装有磁场发生器2的平面外壁相互接壤，目的是让磁流体3在相邻磁面间有更强的磁力来产生跨面运动。
30.参见图1，在本实施例中，m取1，所述容器1为长方体结构，磁场发生器2为圆形电磁铁，在长方体结构的五个平面外壁上均安装一个磁场发生器2。
31.工作时，通过调整所述磁场发生器2的磁场强度控制磁流体3在容器1内的运动，使用者透过观察面观察磁流体3的运动轨迹及其形貌变化。所述磁场发生器2的磁场强度依据
音频信号的时域幅值进行调节，如通过脉冲宽度调制控制输出电流或电压至电磁铁，从而实现磁流体运动形貌随音频时域节奏强弱的变化，使用者可观测到磁流体3随音乐节奏的变化。所述装置还包括音源解析模块。所述音源解析模块获取输入音频各个频域分量的频率与幅值，输出升降控制信号。本实施例可对磁流体磁控相变形态、以及利用此相变形态与音乐节奏的实时映射，实现了科学与艺术的融合。
32.参见图2，所述磁流体3的运动轨迹为在容器1不同平面外壁对应的内壁间跨越或分裂到容器1不同平面外壁对应的内壁上。
33.实际控制过程中，可对所述容器1的各个平面外壁进行编号，控制所述磁流体3在各个编号的平面外壁间随机跨面运动或有序跨面运动，有序跨面运动包括顺时针、逆时针等顺序。
34.需要磁流体3裂到不同平面外壁所对应的内壁上时，在磁流体3跨面的过程中，前一磁面的磁场发生器减小磁力，后一磁面的磁场发生器增大磁力，当部分磁流体进入后一磁面时(即将一整团磁流体分离成两团)，两者皆增大磁力，从而使得两个磁面各保留一部分磁流体，实现双面磁流体的同时演示。依此类推，可实现更多面磁流体的同时演示。
35.磁流体进行跨面，是通过磁场发生器的开关控制顺序实现的，即将磁流体当前所在磁场发生器关闭、下一磁场发生器打开，即可实现磁流体由前者至后者的运动。
36.每次跨面运动后磁流体在磁面内停留一定时间，以演示音频时域幅值；每次面内运动后磁流体在磁场发生器位置停留一定时间，以演示音频时域幅值。停留的时间可为设定的一定时间，亦可停留一段完整音频(如一首音乐)的时间。
37.当所述磁流体3密度小于透明介质4密度时(磁流体在装置待机时悬浮至顶部)，磁流体不停留在底磁面演示，并优先在顶磁面停留演示。
38.当磁流体3密度大于透明介质4密度时(磁流体在装置待机时沉降至底部)，磁流体不停留在顶磁面演示，并优先在底磁面停留演示。
39.当磁流体3密度等于或接近透明介质4密度时，磁流体在各磁面时均可停留演示。
40.实施例2：
41.本实施例公开了磁流体多维演示装置，包括容器1、若干磁场发生器2、磁流体3和透明介质4。
42.所述容器1为内部中空的封闭结构，磁流体3和透明介质4均位于容器1内。
43.所述容器1为具有至少两个平面外壁的曲面体或为多面体，容器1的至少两个平面外壁上各安装有m个磁场发生器2，容器1未安装磁场发生器2的若干外壁中的一个侧壁记为观察面，观察面由透明材料制成，m≥1。所述容器1安装有所述磁场发生器2的平面外壁相互接壤。
44.参见图3，在本实施例中，m取9，9个磁场发生器2在同一个平板上呈矩阵排列，所述容器1为长方体结构，磁场发生器2为圆形电磁铁，目的是让磁流体3除了实现跨面运动，亦可在同一磁面内进行运动。
45.工作时，通过调整所述磁场发生器2的磁场强度控制磁流体3在容器1内的运动，使用者透过观察面观察磁流体3的运动轨迹。将音频时域信号分帧获取频谱，将频谱划分为若干段，磁场发生器2的磁场强度依据设定段的频谱幅值进行调节，如通过脉冲宽度调制控制输出电流或电压至电磁铁，从而实现磁流体运动形貌随该段音频频谱的变化。选取不同段
的频谱可得到不同的演示效果。
46.参见图4，所述磁流体3的运动轨迹为在容器1不同平面外壁所对应的内壁间跨越、分裂到容器1不同平面外壁所对应的内壁上或在容器1同一平面外壁所对应的内壁上运动，图中虚线箭头表示跨面运动，实线箭头表示面内运动。
47.实际控制过程中，可对所述容器1的各个平面外壁进行编号，可控制所述磁流体3在各个编号的平面外壁间随机跨面运动或有序跨面运动，也可控制磁流体3在面内各个磁场发生器2之间进行面内随机运动或面内有序面内运动，面内有序运动包括顺时针、逆时针、直线等顺序。
48.实施例3：
49.本实施例公开了磁流体多维演示方法，基于实施例1所述的演示装置，工作时，依据音频信号的时域幅值调节所述磁场发生器2的磁场强度，磁流体3受磁场变化在容器1的5个内壁之间进行有序跨面运动、随机跨面运动或同时在两个及以上的面上运动。
50.实施例4：
51.本实施例公开了磁流体多维演示方法，基于实施例2所述的演示装置，工作时，依据音频信号的时域幅值调节所述磁场发生器2的磁场强度，磁流体3受磁场变化可在容器1的5个内壁之间进行有序跨面运动、随机跨面运动或同时在两个及以上的面上运动，也可在容器1设定的内壁上进行面内有序运动或面内随机运动。
52.实施例5：
53.本实施例公开了磁流体多维演示方法，基于实施例1所述的演示装置，工作时，将音频时域信号分帧获取频谱，将频谱划分为若干段，依据设定段的频谱幅值调整磁场发生器2的磁场强度，磁流体3受磁场变化在容器1的5个内壁之间进行有序跨面运动、随机跨面运动或同时在两个及以上的面上运动。
54.实施例6：
55.本实施例公开了磁流体多维演示方法，基于实施例2所述的演示装置，工作时，将音频时域信号分帧获取频谱，将频谱划分为若干段，依据设定段的频谱幅值调整磁场发生器2的磁场强度，磁流体3受磁场变化可在容器1的5个内壁之间进行有序跨面运动、随机跨面运动或同时在两个及以上的面上运动，也可在容器1设定的内壁上进行面内有序运动或面内随机运动。
56.实施例7：
57.本实施例公开了磁流体多维演示方法，基于实施例1所述的演示装置，工作时，使用者设定周期磁场信号、逐渐增大磁场信号、逐渐减小磁场信号、阶跃磁场信号和脉冲磁场信号，依据这些信号中的单个信号或至少两个信号的组合磁场信号调整所述磁场发生器2的磁场强度，磁流体3受磁场变化在容器1的5个内壁之间进行有序跨面运动、随机跨面运动或同时在两个及以上的面上运动。
58.实施例8：
59.本实施例公开了磁流体多维演示方法，基于实施例2所述的演示装置，工作时，使用者设定周期磁场信号、逐渐增大磁场信号、逐渐减小磁场信号、阶跃磁场信号和脉冲磁场信号，依据这些信号中的单个信号或至少两个信号的组合磁场信号调整所述磁场发生器2的磁场强度，磁流体3受磁场变化可在容器1的5个内壁之间进行有序跨面运动、随机跨面运
动或同时在两个及以上的面上运动，也可在容器1设定的内壁上进行面内有序运动或面内随机运动。
60.实施例9：
61.本实施例公开了磁流体多维演示装置，包括容器1、若干磁场发生器2、磁流体3和透明介质4。
62.所述容器1为内部中空的封闭结构，磁流体3和透明介质4均位于容器1内。
63.所述容器1为具有至少两个平面外壁的曲面体或为多面体，容器1的至少两个平面外壁上各安装有m个磁场发生器2，容器1未安装磁场发生器2的若干外壁中的一个侧壁记为观察面，观察面由透明材料制成，m≥1。
64.工作时，通过调整所述磁场发生器2的磁场强度控制磁流体3在容器1内的运动，使用者透过观察面观察磁流体3的运动轨迹。
65.实施例10：
66.本实施例主要结构同实施例9，进一步，所述容器1安装有磁场发生器2的平面外壁相互接壤。
67.实施例11：
68.本实施例主要结构同实施例9，进一步，当m＝1时，所述磁流体3的运动轨迹为在容器1不同平面外壁所对应的内壁间跨越或分裂到容器1不同平面外壁所对应的内壁上。m＞1时，所述磁流体3的运动轨迹为在容器1不同平面外壁所对应的内壁间跨越、分裂到容器1不同平面外壁所对应的内壁上或在容器1同一平面外壁所对应的内壁上运动。
69.实施例12：
70.本实施例主要结构同实施例9，进一步，所述容器1为长方体结构。
71.实施例13：
72.本实施例主要结构同实施例9，进一步，所述磁场发生器2为电磁铁，电磁铁为圆形或条形。