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：
本實(shí)用新型涉及的是一種可以同時(shí)測量通過機(jī)器機(jī)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(dòng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)由于其自身的優(yōu)越性，被越來越多的應(yīng)用于工程實(shí)踐中。但準(zhǔn)確測量機(jī)腳的原點(diǎn)阻抗與及傳遞功率流一直是困擾振動(dòng)研究的難題。結(jié)構(gòu)振動(dòng)功率流研究從20世紀(jì)70年代起，在Fahy、Noiseaux JavicJhite等人帶動(dòng)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(fù)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(jī)器振動(dòng)隔離系統(tǒng)的功率流傳遞問題， 在文獻(xiàn)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(chǔ)的點(diǎn)導(dǎo)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(rèn)為一些類型的設(shè)備基礎(chǔ)可以假設(shè)成無限延伸的以簡化實(shí)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(qiáng)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(dāng)在梁上以力激勵(lì)時(shí)，梁的行為與無耦合時(shí)梁的功率流相同，功率流在遠(yuǎn)場由梁向板中輻射，板中功率流呈指向性地柱面散開。當(dāng)梁上以扭矩激勵(lì)時(shí)，梁中扭轉(zhuǎn)波能量不向板中輻射，梁與板的耦合作用加強(qiáng)。還研究了力源或速度源激勵(lì)下，通過單層或雙層隔振裝置輸入基座的功率流，認(rèn)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(hào)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(chǔ)上，1987年嚴(yán)濟(jì)寬發(fā)表文章對(duì)設(shè)備——接收系統(tǒng)振動(dòng)功率流的一般表達(dá)式及測量方法作了總結(jié)。運(yùn)用四端參數(shù)法更加清晰地推導(dǎo)了設(shè)備注入隔振器的功率流的各種表達(dá)式形式，分簡諧激勵(lì)和隨機(jī)激勵(lì)兩種力激勵(lì)方式給出，所做實(shí)驗(yàn)與Pirmington的實(shí)驗(yàn)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(dòng)功率流也將成為可能。沈榮瀛在Pirmington研究的基礎(chǔ)上，對(duì)通過隔振器傳輸?shù)墓β柿鞯臏y試做了進(jìn)一步研究，導(dǎo)出了機(jī)械系統(tǒng)通過彈簧傳遞到基礎(chǔ)的功率流的三種表達(dá)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(hào)為隔振器上下端的加速度信號(hào)和隔振器的點(diǎn)導(dǎo)納。華中科技大學(xué)原春暉在《機(jī)械設(shè)備振動(dòng)源特性測試方法》一文中用間接法測量功率流。[0010]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(diǎn)阻抗和跨點(diǎn)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(shí)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(diǎn)，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(zhǔn)則得到的原點(diǎn)阻抗及功率流就不準(zhǔn)。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(diǎn)阻抗來保證間接法測量功率流的準(zhǔn)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(jī)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(diǎn)阻抗及輸入功率流。但工程上的機(jī)器機(jī)腳可能承受幾噸以上的壓力，因此有必要設(shè)計(jì)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(yīng)變式兩種，應(yīng)變式力傳感器測量頻帶較窄，同時(shí)，應(yīng)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)容本實(shí)用新型的目的在于提供是一種可同時(shí)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。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)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(dǎo)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(yù)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。本實(shí)用新型可以同時(shí)測量通過機(jī)腳的傳遞力、加速度，從而得到其原點(diǎn)阻抗，并可用直接法更加準(zhǔn)確的測量到機(jī)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，因此本實(shí)用新型可以安裝與較重的機(jī)器機(jī)腳。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于首先，可以測量重載情況下的原點(diǎn)阻抗及機(jī)腳功率流；其次，本實(shí)用新型的加速度測點(diǎn)位于中間位置，更加合理，機(jī)腳阻抗、功率流的測量更加方便、準(zhǔn)確；再次，本實(shí)用新型力傳感器測量頻帶較寬并可以與隔振器配套使用。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述
4[0026]本實(shí)用新型由上層板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(dǎo)線及力傳感器2的導(dǎo)線5 分別由上層板和中層板上開槽引出；本實(shí)用新型上中下三層板上預(yù)留與隔振器相連接的安裝孔。本實(shí)用新型可以同時(shí)測量通過機(jī)腳的傳遞力與加速度，從而得到其原點(diǎn)阻抗，并可用直接法更加準(zhǔn)確的測量到機(jī)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，因此本實(shí)用新型可以安裝于較重的機(jī)器機(jī)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(dǎo)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(yù)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。
專利摘要本實(shí)用新型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(dǎo)線分別由上層板和中層板上開槽引出。本實(shí)用新型可以同時(shí)測量通過機(jī)腳的傳遞力、加速度，從而得到其原點(diǎn)阻抗，并可用直接法更加準(zhǔn)確的測量到機(jī)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，因此本實(shí)用新型可以安裝于較重的機(jī)器機(jī)腳。
文檔編號(hào)G01P15/00GK202041335SQ201120059788
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)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(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)