本實(shí)用新型涉及聲發(fā)射傳感器的保護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置。

背景技術(shù)：

先進(jìn)復(fù)合材料因其比傳統(tǒng)金屬材料具有諸多方面的優(yōu)點(diǎn)，其在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是近年來(lái)對(duì)高溫復(fù)合材料的研究成為許多先進(jìn)武器型號(hào)關(guān)注的熱點(diǎn)。模擬力熱環(huán)境是考核復(fù)合材料高溫力學(xué)性能的重要方法，也是保證復(fù)合材料正常使用的重要手段。在高溫力學(xué)環(huán)境下，復(fù)合材料會(huì)產(chǎn)生損傷，隨著損傷的增大，力學(xué)性能發(fā)生變化，如何監(jiān)測(cè)和評(píng)估損傷的演化及嚴(yán)重程度，成為設(shè)計(jì)部門(mén)關(guān)心的問(wèn)題。

近年來(lái)，聲發(fā)射技術(shù)作為一種新興的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，它具有實(shí)時(shí)過(guò)程監(jiān)測(cè)、受環(huán)境影響較小、信號(hào)所含信息量豐富等優(yōu)點(diǎn)，在復(fù)合材料損傷機(jī)理方面得到了廣泛的應(yīng)用。聲發(fā)射技術(shù)也成為復(fù)合材料力學(xué)試驗(yàn)中應(yīng)用較廣的一種損傷監(jiān)測(cè)手段，研究成果也比較多見(jiàn)。

聲發(fā)射傳感器與被測(cè)試件的固定安裝直接影響著采集信號(hào)的質(zhì)量。在常溫環(huán)境下，通常采用膠帶粘貼及繃帶纏繞的方式將聲發(fā)射傳感器與被測(cè)試件進(jìn)行固定，以保證一定的信號(hào)靈敏度。但是，在高溫環(huán)境下，常溫聲發(fā)射傳感器以及其固定方式不再適用，也即在高溫環(huán)境下傳感器的安裝比較困難。同時(shí)，在高溫環(huán)境下，聲發(fā)射傳感器的適應(yīng)性較低、噪聲較大等問(wèn)題，使得聲發(fā)射在高溫環(huán)境下應(yīng)用面臨著很大的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本實(shí)用新型提供一種聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置，以解決高溫環(huán)境下，聲發(fā)射傳感器安裝困難以及適應(yīng)性較低的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置，包括夾具組件以及冷卻組件，

所述夾具組件包括截面為“]”型的“]”型夾框，所述“]”型夾框的頂面上沿垂直于所述“]”型夾框頂面的方向設(shè)置有螺紋孔，

所述冷卻組件包括密封冷水艙體以及與所述密封冷水艙體連通的引水管，所述密封冷水艙體設(shè)置在所述“]”型夾框的頂面和底面之間，

所述“]”型夾框的頂面與底面之間的距離不小于密封冷水艙體的厚度、結(jié)構(gòu)件厚度以及聲發(fā)射傳感器高度之和。

進(jìn)一步地，所述“]”型夾框的底面上設(shè)置有與聲發(fā)射傳感器適配的限位凹槽。

進(jìn)一步地，所述限位凹槽為圓形，所述限位凹槽的直徑比待安裝的聲發(fā)射傳感器的底面直徑大1mm。

進(jìn)一步地，所述“]”型夾框的底面的厚度為4mm，所述限位凹槽的深度為2mm，所述“]”型夾框的頂面的厚度為5mm，所述“]”型夾框的側(cè)面的厚度為5mm。

進(jìn)一步地，所述密封冷水艙體為長(zhǎng)方體型，

所述引水管包括進(jìn)水管和出水管，所述進(jìn)水管、出水管分別設(shè)置在所述密封冷水艙體長(zhǎng)度方向相對(duì)的兩端。

進(jìn)一步地，所述密封冷水艙體的長(zhǎng)度方向平行于所述“]”型夾框的側(cè)面的寬度方向，且所述密封冷水艙體的長(zhǎng)度大于所述“]”型夾框的側(cè)面的寬度。

進(jìn)一步地，所述密封冷水艙體的長(zhǎng)度比所述“]”型夾框的側(cè)面的寬度大20mm，且所述“]”型夾框設(shè)置在所述密封冷水艙體長(zhǎng)度方向的中間位置。

進(jìn)一步地，所述密封冷水艙體的寬度不小于所述“]”型夾框的頂面或底面遠(yuǎn)離所述“]”型夾框的側(cè)面的一端到所述夾框側(cè)面的距離。

進(jìn)一步地，所述密封冷水艙體、結(jié)構(gòu)件以及聲發(fā)射傳感器從上到下依次固定在所述“]”型夾框的頂面與底面之間。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括設(shè)置在所述螺紋孔上的緊固螺栓或緊固螺釘。

(三)有益效果

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供的聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置，包括夾具組件以及冷卻組件；所述夾具組件包括截面為“]”型的“]”型夾框，所述“]”型夾框的頂面上沿垂直于所述“]”型夾框頂面的方向設(shè)置有螺紋孔；所述冷卻組件包括密封冷水艙體以及與所述密封冷水艙體連通的引水管，所述密封冷水艙體設(shè)置在所述“]”型夾框的頂面和底面之間；所述“]”型夾框的頂面與底面之間的距離不小于密封冷水艙體的厚度、結(jié)構(gòu)件厚度以及聲發(fā)射傳感器高度之和。

本實(shí)用新型提供的聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置可以安裝在試驗(yàn)件的邊緣和筋板處，方便了聲發(fā)射傳感器以及其冷卻組件的安裝；并本實(shí)用新型通過(guò)冷卻組件使夾具組件及安裝部位結(jié)構(gòu)件(試驗(yàn)件的邊緣和筋板)的溫度保持在聲發(fā)射傳感器正常工作范圍內(nèi)，使高溫環(huán)境下復(fù)合材料損傷的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)得到應(yīng)用。

除了上面所描述的本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖作出進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置的實(shí)際應(yīng)用裝配圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置的夾具組件的主視圖；

圖3是圖2的左視圖；

圖4是圖2沿高度方向中間位置的剖視俯視圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置的冷卻組件的主視圖；

圖6是圖5的左視圖；

圖7是圖5的俯視圖。

圖中：1：夾具組件，11：頂面，12：側(cè)面，13：底面，14：緊固螺釘，15：限位凹槽；2：冷卻組件，21：密封冷水艙體，22：引水管；3：聲發(fā)射器傳感器；4：結(jié)構(gòu)件。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”、“多根”、“多組”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，“若干個(gè)”、“若干根”、“若干組”的含義是一個(gè)或一個(gè)以上。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置，包括夾具組件1以及冷卻組件2。其中，如圖2所示，所述夾具組件1包括截面為“]”型的“]”型夾框，所述“]”型夾框的頂面11上沿垂直于所述“]”型夾框頂面11的方向設(shè)置有螺紋孔。如圖5所示，所述冷卻組件2可以對(duì)聲發(fā)射傳感器安裝的結(jié)構(gòu)件和夾具組件進(jìn)行冷卻，以保證聲發(fā)射傳感器處在正常工作溫度范圍內(nèi)，其包括密封冷水艙體21以及與所述密封冷水艙體21連通的引水管22；密封冷水艙體21里面充流動(dòng)的冷卻水，引水管22起到與密封冷水艙體21和外部冷卻水流導(dǎo)管相連接的功能。如圖1所示，所述密封冷水艙體21設(shè)置在所述“]”型夾框的頂面11和底面13之間，所述“]”型夾框的頂面11與底面13之間的距離不小于密封冷水艙體21的厚度、結(jié)構(gòu)件4(所述結(jié)構(gòu)件指的是試驗(yàn)件用于固定聲發(fā)射傳感器的結(jié)構(gòu)，例如試驗(yàn)件的邊緣或筋板)的厚度以及聲發(fā)射傳感器3高度之和。

需要說(shuō)明的是，密封冷水艙體21的厚度的指的是密封冷水艙體21與所述“]”型夾框的高度一致的方向上的跨度距離，結(jié)構(gòu)件4的厚度指的是試驗(yàn)件上安裝在“]”型夾框的頂面11與底面13之間的部位與所述“]”型夾框的高度一致的方向上的跨度距離，所述聲發(fā)射傳感器3的高度指的是聲發(fā)射傳感器3與“]”型夾框的高度一致的方向上的跨度。如圖2所示，“]”型夾框按照?qǐng)D1方向放置時(shí)，與“]”型夾框的高度一致的方向指的是豎直方向。

可以理解的是，所述“]”型夾框的頂面11上沿垂直于所述“]”型夾框頂面的方向設(shè)置有螺紋孔，具體的，螺紋孔可為M6型號(hào)，在使用時(shí)，螺紋孔內(nèi)設(shè)置緊固螺栓或緊固螺釘14。

可以理解的是，所述“]”型夾框的頂面11與底面13之間的距離不小于密封冷水艙體21的厚度、結(jié)構(gòu)件4厚度以及聲發(fā)射傳感器3高度之和，也即所述“]”型夾框的頂面11與底面13之間的距離至少能安裝上密封冷水艙體21、用于安裝聲發(fā)射傳感器3的試驗(yàn)件部位以及聲發(fā)射傳感器3，可見(jiàn)，所述“]”型夾框的高度H可以根據(jù)聲發(fā)射傳感器3高度、結(jié)構(gòu)件4厚度和冷卻組件2的密封冷水艙體21的厚度確定。

本實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置可將所述密封冷水艙體21、結(jié)構(gòu)件4以及聲發(fā)射傳感器3從上到下依次固定在所述“]”型夾框的頂面11與底面13之間，并通過(guò)“]”型夾框的頂面11的緊固螺栓或緊固螺釘14施加一定的力將聲發(fā)射傳感器3與冷卻組件2以及試驗(yàn)件固定；密封冷水艙體21放置在結(jié)構(gòu)件4與“]”型夾框的頂面11之間，起到冷卻結(jié)構(gòu)件4與夾具組件1的目的，從而使聲發(fā)射傳感器3保持在正常工作的溫度范圍內(nèi)。

本實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置通過(guò)“]”型夾框可方便的將聲發(fā)射傳感器3安裝到試驗(yàn)件的邊緣或筋板處，解決了高溫環(huán)境下，聲發(fā)射傳感器3固定難的問(wèn)題；通過(guò)冷卻組件2使夾具組件1、試驗(yàn)件的安裝部位的溫度保持在聲發(fā)射傳感器3的正常工作范圍內(nèi)，解決了高溫環(huán)境下，聲發(fā)射傳感器3適應(yīng)性差的問(wèn)題，從而使高溫環(huán)境下復(fù)合材料損傷的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)得到應(yīng)用。

為了更好的固定以及限制聲發(fā)射傳感器3的水平方向的位移，如圖2、3或4所示，優(yōu)選的可在所述“]”型夾框的底面13上側(cè)上設(shè)置有與聲發(fā)射傳感器3適配的限位凹槽15。

現(xiàn)有形式的聲發(fā)射傳感器的底面一般為圓形結(jié)構(gòu)，所以作為一種優(yōu)選方案，所述限位凹槽15為圓形，限位凹槽15的直徑由聲發(fā)射傳感器3的底面的直徑確定，一般所述限位凹槽15的直徑比待安裝的聲發(fā)射傳感器3的底面直徑大1mm。

根據(jù)材質(zhì)以及施工要求，一般所述“]”型夾框的底面13的厚度為4mm，所述限位凹槽15的深度為2mm，所述“]”型夾框的頂面11的厚度為5mm，所述“]”型夾框的側(cè)面12的厚度為5mm，即可滿足聲發(fā)射傳感器3的固定強(qiáng)度需求，且此尺寸的夾具組件小巧輕便、方便安裝。

如圖5、6、7所示，本實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置給出了一種密封冷卻水艙體的結(jié)構(gòu)。所述密封冷水艙體21為長(zhǎng)方體型，所述引水管包括進(jìn)水管和出水管，所述進(jìn)水管、出水管分別焊接在所述密封冷水艙體21長(zhǎng)度方向相對(duì)的兩端，以加強(qiáng)水流效率。

長(zhǎng)方形密封艙體21的尺寸要與聲發(fā)射傳感器安裝部位尺寸和夾具尺寸協(xié)調(diào)一致。

如圖1所示，所述密封冷水艙體21的長(zhǎng)度方向可平行于所述“]”型夾框的側(cè)面12的寬度方向，且所述密封冷水艙體21的長(zhǎng)度大于所述“]”型夾框側(cè)面的寬度。作為一種本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述密封冷水艙體21的長(zhǎng)度可比所述“]”型夾框的側(cè)面12的寬度大20mm，且所述“]”型夾框設(shè)置在所述密封冷水艙體21長(zhǎng)度方向的中間位置。

可以理解的是，“]”型夾框設(shè)置在所述密封冷水艙體長(zhǎng)度方向的中間位置，這樣所述引水管22就可以設(shè)置在所述“]”型夾框的側(cè)面寬度方向的兩側(cè)，而不需要設(shè)置在所述]”型夾框的頂面11和底面13之間，確保了設(shè)備間安裝緊湊，且便于實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間通過(guò)緊固螺栓或緊固螺釘14壓緊固定。

需要說(shuō)明的是，所述“]”型夾框側(cè)面的寬度方向指的是，圖4中d1的直線方向，所述密封冷水艙體21的長(zhǎng)度方向平行于所述“]”型夾框側(cè)面的寬度方向指的是，所述密封冷水艙體21的長(zhǎng)度方向與d1平行，也即所述密封冷水艙體21是穿設(shè)在所述“]”型夾框的頂面11和底面13之間，且其延伸的長(zhǎng)度方向與所述“]”型夾框的高度方向垂直。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述密封冷水艙體21的寬度不小于所述“]”型夾框的頂面11或底面13遠(yuǎn)離所述“]”型夾框的側(cè)面12的一端到所述夾框的側(cè)面12的距離。也即，所述密封冷水艙體的寬度至少能夠覆蓋所述]”型夾框的頂面11以及底面13整個(gè)表面的跨度，從而保證冷卻水與]”型夾框、試驗(yàn)件以及聲發(fā)射傳感器的換熱面積，更好的實(shí)現(xiàn)降溫。

本實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置的制備以及應(yīng)用過(guò)程具體如下：根據(jù)聲發(fā)射傳感器的直徑確定圓形凹臺(tái)的直徑D；測(cè)量聲發(fā)射傳感器的高度H3；

確定安裝聲發(fā)射位置處的結(jié)構(gòu)件厚度為H1；確定密封冷卻艙體的厚度為H2；確定聲發(fā)射傳感器夾具的高度H≥H1+H2+H3；

根據(jù)傳感器夾具的長(zhǎng)度d2確定冷卻組件的寬度L3，使L3≥d2；

根據(jù)安裝聲發(fā)射傳感器的位置適度放寬密封水冷艙體的長(zhǎng)度L的尺寸，使試驗(yàn)件的冷卻區(qū)域稍微增大。

確定兩根出水管和進(jìn)水管之間的距離L2的尺寸，使L2≥d1+20，保證安裝空間；

將聲發(fā)射傳感器、夾具組件和冷卻組件依次按圖1的順序安裝在試驗(yàn)件上，通過(guò)夾具上部的緊固螺釘將各個(gè)部分?jǐn)Q緊；將引水管接上冷卻水，使冷卻水在長(zhǎng)方形密封冷水艙體內(nèi)流動(dòng)；開(kāi)始試驗(yàn)件加熱，并實(shí)時(shí)測(cè)量聲發(fā)射傳感器安裝部位的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水的流量使聲發(fā)射傳感器安裝部位的溫度保持在傳感器正常工作范圍之內(nèi)。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置的夾具組件的框架不限于實(shí)施例中給出的“]”型，只要是一端開(kāi)口的套設(shè)結(jié)構(gòu)均可以，例如，工字形夾。

綜上所述，本實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置能夠保證聲發(fā)射傳感器能在正常工作溫度下使用，其可以安裝在試驗(yàn)件的邊緣和筋板處，通過(guò)冷卻組件使夾具組件及試驗(yàn)件安裝部位的溫度保持在聲發(fā)射傳感器的正常工作范圍內(nèi)，使高溫環(huán)境下復(fù)合材料損傷的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)得到應(yīng)用；且，本實(shí)施例聲發(fā)射傳感器的固定冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。