專利名稱：一種大載荷寬頻帶功率流測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種可以同時測量通過機器機腳的力與加速度并可與隔振器配套使用的組合傳感裝置。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，功率流方法及功率流作為振動的評價指標由于其自身的優(yōu)越性，被越來越多的應用于工程實踐中。但準確測量機腳的原點阻抗與及傳遞功率流一直是困擾振動研究的難題。結(jié)構(gòu)振動功率流研究從20世紀70年代起，在Fahy、Noiseaux JavicJhite等人帶動下開始逐步深入研究，從梁、板中的能量傳遞研究直到加肋圓柱殼體、船體結(jié)構(gòu)等復雜結(jié)構(gòu)都取得了大量成果。1980年H. G. D. Goyder和R. G. White研究了機器振動隔離系統(tǒng)的功率流傳遞問題， 在文獻中明確給出了功率流的概念，研究了無限梁和板在力及扭矩作用下基礎的點導納公式，分析了無限梁中縱波、扭轉(zhuǎn)波和彎曲波攜帶的功率流以及板中彎曲波功率流，認為一些類型的設備基礎可以假設成無限延伸的以簡化實際結(jié)構(gòu)便于研究。梁中功率流沿梁的長度方向傳播，板中功率流呈柱面波均勻散開，若源是扭矩則有很強的方向性。力源輸入板的能量與頻率無關(guān)，扭矩源輸入的功率流則與頻率成正比。并中研究了板上無限梁模型的波傳播和功率流，當在梁上以力激勵時，梁的行為與無耦合時梁的功率流相同，功率流在遠場由梁向板中輻射，板中功率流呈指向性地柱面散開。當梁上以扭矩激勵時，梁中扭轉(zhuǎn)波能量不向板中輻射，梁與板的耦合作用加強。還研究了力源或速度源激勵下，通過單層或雙層隔振裝置輸入基座的功率流，認為只要共振頻率不被激發(fā)，則雙層隔振優(yōu)于單層隔振。Pinnington和White通過測量隔振器的加速度阻抗及其上下兩端的加速度信號來間接得到通過隔振器的功率流，具有較高的信噪比。在Pirmington的研究基礎上，1987年嚴濟寬發(fā)表文章對設備——接收系統(tǒng)振動功率流的一般表達式及測量方法作了總結(jié)。運用四端參數(shù)法更加清晰地推導了設備注入隔振器的功率流的各種表達式形式，分簡諧激勵和隨機激勵兩種力激勵方式給出，所做實驗與Pirmington的實驗相同，得到了隔振器傳遞功率(互譜公式)和支承結(jié)構(gòu)接受功率(自譜公式)相吻合的頻譜結(jié)果。Mitchell指出由于激光測振技術(shù)的發(fā)展，將來用激光測振技術(shù)來測振動功率流也將成為可能。沈榮瀛在Pirmington研究的基礎上，對通過隔振器傳輸?shù)墓β柿鞯臏y試做了進一步研究，導出了機械系統(tǒng)通過彈簧傳遞到基礎的功率流的三種表達形式，得到了傳遞功率流的三種不同測試方法，該方法所需要測量的基本信號為隔振器上下端的加速度信號和隔振器的點導納。華中科技大學原春暉在《機械設備振動源特性測試方法》一文中用間接法測量功率流。
綜上所述，功率流測量方法可以分為直接法與間接法兩種，直接法測量功率流需要測量力和加速度或速度，間接法測量功率流需要測原點阻抗和跨點阻抗及加速度，而目前無論使用直接法還是間接法測量功率流時由于空間有限，加速度傳感器無法安裝并測量到隔振器的中心點，加速度傳感器就只能取隔振器附近的加速度來代替，這就不可避免的產(chǎn)生一定的誤差，如果所測量的加速度不準則得到的原點阻抗及功率流就不準。用阻抗頭測量能較好的解決這一問題。既能直接得到功率流，又能測得原點阻抗來保證間接法測量功率流的準確性。但目前的阻抗頭(加速度與力的組合傳感器)一般用于阻抗測量及模態(tài)分析，只能承受輕載，因此只可以用于輕型的結(jié)構(gòu)、機械部件以及材料試樣的測量。如江蘇聯(lián)能公司生產(chǎn)的CL-YD-331僅能測量輕載條件下的原點阻抗及輸入功率流。但工程上的機器機腳可能承受幾噸以上的壓力，因此有必要設計一種能夠用于測量重載條件下通過隔振器的功率流的傳感器。力傳感器一般有壓電式及應變式兩種，應變式力傳感器測量頻帶較窄，同時，應變傳感器剛度較小，容易破壞被測結(jié)構(gòu)的接觸阻抗，帶來較大的測試誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供是一種可同時測量力和加速度，可以承受較大壓力，并可與隔振器配套使用的大載荷寬頻帶功率流測量裝置。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的包括上層板、中層板以及下層板；加速度傳感器固化在上層板中間的安裝槽內(nèi)，不承受壓力；力傳感器的上下表面分別與上層板及下層板的表面相接觸；上中下三層板用螺釘連接；加速度傳感器和力傳感器的導線分別由上層板和中層板上開槽引出。上層板、中層板以及下層板上預留與隔振器相連接的安裝孔。所述力傳感器為石英壓電式力傳感器。本發(fā)明可以同時測量通過機腳的傳遞力、加速度，從而得到其原點阻抗，并可用直接法更加準確的測量到機腳的功率流。由于加速度傳感器固化在上層板中間的圓形安裝槽內(nèi)所以不受壓力。力傳感器使用可承受5噸以上壓力的壓電晶體，因此本發(fā)明可以安裝與較重的機器機腳。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點在于首先，可以測量重載情況下的原點阻抗及機腳功率流；其次，本發(fā)明的加速度測點位于中間位置，更加合理，機腳阻抗、功率流的測量更加方便、準確；再次，本發(fā)明力傳感器測量頻帶較寬并可以與隔振器配套使用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是圖1的俯視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述
本發(fā)明由上層板3、中層板4以及下層板6組成，加速度傳感器1固化在上層板中間的圓形安裝槽內(nèi)，不承受壓力；力傳感器2的上下表面分別與上層板3及下層板6的表面相接觸；上中下三層板用沉頭螺釘連接；加速度傳感器1的導線及力傳感器2的導線5分別由上層板和中層板上開槽引出；本發(fā)明上中下三層板上預留與隔振器相連接的安裝孔。本發(fā)明可以同時測量通過機腳的傳遞力與加速度，從而得到其原點阻抗，并可用直接法更加準確的測量到機腳的功率流。由于加速度傳感器1固化在上層板中間的圓形安裝槽內(nèi)所以不受壓力。力傳感器2使用可承受5噸以上壓力的壓電晶體，因此本發(fā)明可以安裝于較重的機器機腳。
權(quán)利要求
1.一種大載荷寬頻帶功率流測量裝置，包括上層板、中層板以及下層板；其特征是加速度傳感器固化在上層板中間的安裝槽內(nèi)，不承受壓力；力傳感器的上下表面分別與上層板及下層板的表面相接觸；上中下三層板用螺釘連接；加速度傳感器和力傳感器的導線分別由上層板和中層板上開槽弓I出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大載荷寬頻帶功率流測量裝置，其特征是上層板、中層板以及下層板上預留與隔振器相連接的安裝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大載荷寬頻帶功率流測量裝置，其特征是所述力傳感器為石英壓電式力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種大載荷寬頻帶功率流測量裝置。包括上層板、中層板以及下層板；加速度傳感器固化在上層板中間的安裝槽內(nèi)，不承受壓力；力傳感器的上下表面分別與上層板及下層板的表面相接觸；上中下三層板用螺釘連接；加速度傳感器和力傳感器的導線分別由上層板和中層板上開槽引出。本發(fā)明可以同時測量通過機腳的傳遞力、加速度，從而得到其原點阻抗，并可用直接法更加準確的測量到機腳的功率流。由于加速度傳感器固化在上層板中間的圓形安裝槽內(nèi)所以不受壓力。力傳感器使用可承受5噸以上壓力的壓電晶體，因此本發(fā)明可以安裝于較重的機器機腳。
文檔編號G01L3/24GK102183329SQ20111005590
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者盧熙群, 周盼, 張博, 李玩幽, 杜敬濤, 率志君, 王東華, 翁俊, 肖友洪, 陳保建 申請人:哈爾濱工程大學