一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置的制造方法
【專利摘要】本申請步進電機與蝸桿軸連接，蝸輪安裝在蝸輪軸上，蝸輪軸后軸承座上有電磁離合器，電磁離合器與蝸輪軸和擺桿軸連接，擺桿軸前軸承座上有旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器和擺桿軸安裝在一起，擺桿軸末端安裝有擺桿，旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)有制動塊，制動塊安裝在制動擺桿的一端，制動擺桿的另一端有偏心輪滑塊，偏心輪在偏心輪滑塊下方，偏心輪一側(cè)連有偏心輪手柄，制動塊安裝有凸輪，凸輪滑塊底座上安裝有凸輪滑塊，制動擺桿上安裝有曲柄，曲柄和連桿相連接，連桿的另一端安裝有滑塊，滑塊同時安裝在滑塊導(dǎo)桿上，擺桿的另一端有造壓油缸。本發(fā)明校準(zhǔn)裝置通過擺錘撞擊造壓油缸產(chǎn)生峰值范圍在0.1MPa~10MPa的半正弦壓力脈沖，從而實現(xiàn)沖擊波壓力傳感器的現(xiàn)場校準(zhǔn)。
【專利說明】
一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及計量校準(zhǔn)裝備領(lǐng)域，特別是涉及一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在進行沖擊波壓力測試時，一方面為抑制或減小寄生效應(yīng)，需對傳感器采取必要的防護措施，如隔熱、防震、抗沖擊，導(dǎo)致實際使用的傳感器組件的等效質(zhì)量或等效剛度發(fā)生變化。另一方面，傳感器長期使用后靈敏度會發(fā)生偏移，導(dǎo)致組建的沖擊波壓力測試系統(tǒng)的工作特性參數(shù)存在很大的不確定性。因此，在實際沖擊波壓力測試前，對測量系統(tǒng)進行校準(zhǔn)必不可少。
[0003]對于沖擊波壓力測試常用的ICP型或壓電式高阻輸出型傳感器，由于這類傳感器構(gòu)成的測量系統(tǒng)無法保證其時間常數(shù)達到無窮大，導(dǎo)致系統(tǒng)的低頻特性不夠理想，采用靜態(tài)標(biāo)定時會出現(xiàn)漂移等現(xiàn)象，因此靜態(tài)標(biāo)定無法確保該類傳感器系統(tǒng)靈敏度的準(zhǔn)確性。同時，由于靜態(tài)標(biāo)定加載時間長，會直接影響到傳感器的使用壽命。動態(tài)校準(zhǔn)主要采用激波管作為壓力源，由于目前所有的激波管所產(chǎn)生的階躍壓力時間不能達到無窮大，因此用激波管校準(zhǔn)無法獲取沖擊波壓力測量系統(tǒng)的低頻特性。
[0004]準(zhǔn)靜態(tài)校準(zhǔn)是利用落錘液壓校準(zhǔn)裝置產(chǎn)生類似于半正弦的壓力激勵源對傳感器進行校準(zhǔn)。半正弦信號的有效頻譜從零頻開始并且具有一定的有效頻帶，能充分激發(fā)傳感系統(tǒng)DOlkHz的低頻模態(tài)。落錘液壓校準(zhǔn)系統(tǒng)可用于沖擊波壓力測量系統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)校準(zhǔn)，該方法為沖擊波測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)提供了一種實用可行的激勵源。但是現(xiàn)有的落錘液壓校準(zhǔn)裝置產(chǎn)生的壓力脈沖峰值均大于1MPa，而要實現(xiàn)0.1MPa?1MPa范圍的壓力，校準(zhǔn)裝置中要采用二次錘的方案，而二次錘釋放及接錘不能像一次錘一樣可實現(xiàn)自動接錘功能，且無導(dǎo)向，從而導(dǎo)致錘體在打擊精密活塞時可能會出現(xiàn)偏心及多次打擊的可能性，產(chǎn)生的壓力波形和半正弦波形有極大差異。其次，由于落錘液壓校準(zhǔn)裝置產(chǎn)生的壓力峰值較大，甚至達到GPa級別，因此落錘液壓校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積笨重，不宜實現(xiàn)野外現(xiàn)場校準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置，該校準(zhǔn)裝置基于液壓校準(zhǔn)的原理，通過擺錘撞擊造壓油缸產(chǎn)生峰值范圍在0.1MPa?1MPa的半正弦壓力脈沖，從而實現(xiàn)沖擊波壓力傳感器的現(xiàn)場校準(zhǔn)，為達此目的，本發(fā)明提供一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置，所述擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置安裝在基座上，包括步進電機、蝸輪、蝸輪軸、電磁離合器、旋轉(zhuǎn)編碼器、擺桿軸、擺桿、造壓油缸、制動塊、制動擺桿、偏心輪、偏心輪滑塊、偏心輪手柄、凸輪、凸輪滑塊、凸輪滑塊彈簧、曲柄、連桿、滑塊、滑塊導(dǎo)桿和滑塊彈簧，所述步進電機通過聯(lián)軸器與蝸桿軸連接，所述蝸桿軸由蝸桿軸前軸承座和蝸桿軸后軸承座支撐，所述蝸輪安裝在蝸輪軸上，所述蝸輪軸通過蝸輪軸前軸承座和蝸輪軸后軸承座支撐，所述蝸輪軸后軸承座上還裝有電磁離合器，所述電磁離合器的主動部分與蝸輪軸相連接，所述電磁離合器的從動部分與擺桿軸連接，所述擺桿軸由擺桿軸前軸承座和擺桿軸后軸承座支撐，所述擺桿軸前軸承座上還裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器和擺桿軸通過過盈配合方式安裝在一起，所述擺桿軸的最后段安裝有擺桿，所述旋轉(zhuǎn)編碼器的后方設(shè)有制動塊，所述制動塊安裝在制動擺桿的一端，所述制動擺桿的另一端安裝有偏心輪滑塊，所述偏心輪通過支架安裝在偏心輪滑塊下方，所述偏心輪滑塊始終與偏心輪相接觸，所述偏心輪一側(cè)連有偏心輪手柄，所述制動塊的后方安裝有凸輪，在制動擺桿的同一側(cè)安裝有凸輪滑塊底座，所述凸輪滑塊底座上安裝有凸輪滑塊，所述凸輪滑塊上安裝有凸輪滑塊彈簧，所述凸輪滑塊始終與凸輪相接觸，所述制動擺桿的中間支撐點上安裝有曲柄，所述曲柄和連桿相連接，當(dāng)曲柄和連桿呈非相交共線時，所述曲柄和連桿的連接點與凸輪滑塊在同一水平高度，所述連桿的另一端安裝有滑塊，所述滑塊同時安裝在滑塊導(dǎo)桿上，并且滑塊和滑塊導(dǎo)桿之間安裝有滑塊彈簧，所述滑塊導(dǎo)桿下端固定在固定架上，所述擺桿的另一端有造壓油缸，所述造壓油缸安裝在在基座上，當(dāng)滑塊彈簧處于自由狀態(tài)時，滑塊在滑塊彈簧作用下的高度高于造壓油缸的最高點。
[0006]本發(fā)明的進一步改進，所述擺桿通過螺母與擺桿軸的最后段相連，本發(fā)明擺桿與擺桿軸之間通過螺母相連。
[0007 ]本發(fā)明的進一步改進，所述凸輪的后方安裝有防二次撞擊桿，所述防二次撞擊桿的軸線和凸輪的最高點和凸輪圓心所形成的直線在同一平面上，主要用于防止擺桿再次撞擊造壓油缸。
[0008]本發(fā)明相比現(xiàn)有的落錘液壓準(zhǔn)靜態(tài)校準(zhǔn)裝置，本發(fā)明提供的一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置能有產(chǎn)生峰值范圍為0.1MPa?1MPa的半正弦壓力脈沖。其次，本發(fā)明提供的校準(zhǔn)裝置具有自動和手動工作的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)擺錘的提升、定位、自由擺動、防止二次撞擊等功能，且體積小、質(zhì)量輕，方便運輸及野外現(xiàn)場校準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明自動校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明手動制動部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明防二次撞擊結(jié)構(gòu)示意圖；
圖示說明:
1、步進電機;2、聯(lián)軸器;3、蝸桿軸前軸承座;4、蝸桿軸;5、蝸桿軸后軸承座;6、蝸輪軸前軸承座;7、蝸輪;8、蝸輪軸;9、蝸輪軸后軸承座；10、電磁離合器;11、擺桿軸前軸承座；12、旋轉(zhuǎn)編碼器；13、擺桿軸；14、擺桿軸后軸承座；15、擺桿；16、造壓油缸；17、螺母；18、制動塊；19、制動擺桿;20、偏心輪;21、偏心輪滑塊;22、偏心輪手柄;23、凸輪;24、凸輪滑塊;25、凸輪滑塊彈簧;26、凸輪滑塊底座;27、曲柄;28、連桿;29、滑塊;30、滑塊導(dǎo)桿;31、滑塊彈簧;32、固定架;33、防二次撞擊桿。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述:
本發(fā)明提供一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置，該校準(zhǔn)裝置基于液壓校準(zhǔn)的原理，通過擺錘撞擊造壓油缸產(chǎn)生峰值范圍在0.1MPa?1MPa的半正弦壓力脈沖，從而實現(xiàn)沖擊波壓力傳感器的現(xiàn)場校準(zhǔn)。
[0011]本發(fā)明如圖1-3所示主要包括:步進電機1、聯(lián)軸器2、蝸桿軸前軸承座3、蝸桿軸4、蝸桿軸后軸承座5、蝸輪軸前軸承座6、蝸輪7、蝸輪軸8、蝸輪軸后軸承座9、電磁離合器10、擺桿軸前軸承座11、旋轉(zhuǎn)編碼器12、擺桿軸13、擺桿軸后軸承座14、擺桿15、造壓油缸16、螺母17、制動塊18、制動擺桿19、偏心輪20、偏心輪滑塊21、偏心輪手柄22、凸輪23、凸輪滑塊24、凸輪滑塊彈簧25、凸輪滑塊底座26、曲柄27、連桿28、滑塊29、滑塊導(dǎo)桿30、滑塊彈簧31、固定架32和防二次撞擊桿33。
[0012]本發(fā)明步進電機I通過聯(lián)軸器2與蝸桿軸4連接，蝸桿軸4由蝸桿軸前軸承座3和蝸桿軸后軸承座5支撐，蝸桿軸4的蝸桿部分與軸為一個整體。蝸輪7安裝在蝸輪軸8上，蝸輪軸通過蝸輪軸前軸承座6和蝸輪軸后軸承座9支撐，蝸輪軸后軸承座9上還裝有電磁離合器10，電磁尚合器10的主動部分與蝸輪軸8相連接，從動部分與擺桿軸13連接。擺桿軸由擺桿軸前軸承座11和擺桿軸后軸承座14支撐，在擺桿軸前軸承座11上還裝有旋轉(zhuǎn)編碼器12，旋轉(zhuǎn)編碼器12和擺桿軸13采用過盈配合的方式安裝在一起，用于測量擺桿15的提升角度。旋轉(zhuǎn)編碼器12的后方設(shè)有制動塊18，制動塊18安裝在制動擺桿19的一端，制動擺桿19的另一端安裝有偏心輪滑塊21，偏心輪滑塊21始終與偏心輪20相接觸。制動塊18的后方安裝有凸輪23，在制動擺桿19的同一側(cè)安裝有凸輪滑塊底座26，凸輪滑塊底座上安裝有凸輪滑塊24，并在凸輪滑塊24上安裝有凸輪滑塊彈簧25，凸輪滑塊彈簧的作用是使凸輪滑塊24始終與凸輪23相接觸。凸輪23的后方安裝有防二次撞擊桿33，并且防二次撞擊桿33的軸線和凸輪23的最高點和凸輪圓心所形成的直線在同一平面上，即防二次撞擊桿33始終指向凸輪23的最高處。
[0013]本發(fā)明在制動擺桿19的中間支撐點上安裝有曲柄27，曲柄27和連桿28相連接，并且當(dāng)曲柄27和連桿28呈非相交共線時，曲柄27和連桿28的連接點與凸輪滑塊24在同一水平高度。連桿28的另一端安裝有滑塊29，滑塊29同時安裝在滑塊導(dǎo)桿30上，并且滑塊29和滑塊導(dǎo)桿30之間安裝有滑塊彈簧31，用于推動滑塊29向上移動。擺桿軸13的最后段安裝有擺桿15，擺桿15的軸線和防二次撞擊桿33的軸線在同一平面內(nèi)。造壓油缸16安裝在基座上，并且位于擺桿15的另一端，并且當(dāng)滑塊彈簧31處于自由狀態(tài)時，滑塊29在滑塊彈簧31作用下的高度高于造壓油缸16的最高點。
[0014]本發(fā)明擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置工作時分為兩種工況，分別為自動校準(zhǔn)和手動校準(zhǔn)。
[0015]自動校準(zhǔn)時通過控制系統(tǒng)控制電磁離合器10閉合，并通過步進電機I驅(qū)動蝸桿軸4，通過蝸輪蝸桿減速系統(tǒng)和電磁離合器1，帶動擺桿軸13轉(zhuǎn)動，從而達到提升擺桿15的目的。擺桿15的提升角度通過旋轉(zhuǎn)編碼器12獲得。當(dāng)擺桿15到達預(yù)設(shè)角度之后，步進電機I停止轉(zhuǎn)動，控制系統(tǒng)松開電磁離合器10，使擺桿軸13和蝸輪軸8分離，擺桿15在重力作用下自由擺動并最終撞擊在造壓油缸16上，從而由造壓油缸產(chǎn)生半正弦壓力脈沖。擺桿15在撞擊之后將會反彈，控制系統(tǒng)實時讀取編碼器12的角度，當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器12的輸出角度由大減小至零并又開始增大時，將電磁離合器10閉合，由于蝸輪蝸桿減速系統(tǒng)具有自鎖效應(yīng)，擺桿15在反彈之后將不會再次下落，從而達到防止二次撞擊的目的。
[0016]手動校準(zhǔn)時，電磁離合器10是這個處于分離狀態(tài)。手動提升擺桿15，擺桿15的提升角度可由預(yù)設(shè)在外殼上的角度刻度盤讀出，當(dāng)擺桿15到達預(yù)設(shè)角度之后，轉(zhuǎn)動偏心輪手柄22，使偏心輪20的幾何中心、旋轉(zhuǎn)中心以及與偏心輪滑塊21的接觸點三點共線，形成自鎖狀態(tài)。隨著偏心輪滑塊21向上運動，制動塊18將向下運動，并作用在擺桿軸13上，通過摩擦力將擺桿軸13鎖緊。另一方面手動旋轉(zhuǎn)曲柄27，使其與連桿28共線，滑塊29向下運動，滑塊彈簧31被壓縮。由于曲柄27和連桿28共線，由曲柄、連桿、滑塊組成的曲柄滑塊機構(gòu)處于自鎖狀態(tài)，滑塊29將始終處于水平最低的位置。轉(zhuǎn)動偏心輪手柄22，使得制動塊18與擺桿軸13脫離，擺桿15在重力作用下自由擺動并撞擊在造壓油缸16上，從而產(chǎn)生半正弦壓力脈沖。在擺桿15向下擺動時，凸輪23也向下轉(zhuǎn)動，并帶動凸輪滑塊24向曲柄和連桿的方向運動，當(dāng)擺桿撞擊造壓油缸時，凸輪滑塊24與曲柄和連桿的連接點相接觸，并在凸輪滑塊24的作用下使曲柄滑塊機構(gòu)脫離自鎖狀態(tài)，滑塊29在滑塊彈簧31的作用下迅速向上運動，此時擺桿15也在撞擊后向上運動。由于滑塊29在滑塊彈簧31的作用下最終高度高于造壓油缸16的最高點，滑塊29將支撐住防二次撞擊桿33，防止擺桿15再次撞擊造壓油缸16。
[0017]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作任何其他形式的限制，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)所作的任何修改或等同變化，仍屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置，所述擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置安裝在基座上，包括步進電機(I)、蝸輪(7)、蝸輪軸(8)、電磁離合器(10)、旋轉(zhuǎn)編碼器(12)、擺桿軸(13)、擺桿(15)、造壓油缸(16)、制動塊(18)、制動擺桿(19)、偏心輪(20)、偏心輪滑塊(21)、偏心輪手柄(22)、凸輪(23)、凸輪滑塊(24)、凸輪滑塊彈簧(25)、曲柄(27)、連桿(28)、滑塊(29)、滑塊導(dǎo)桿(30)和滑塊彈簧(31)，其特征在于:所述步進電機(I)通過聯(lián)軸器(2)與蝸桿軸(4)連接，所述蝸桿軸(4)由蝸桿軸前軸承座(3)和蝸桿軸后軸承座(5)支撐，所述蝸輪(7)安裝在蝸輪軸(8)上，所述蝸輪軸(8)通過蝸輪軸前軸承座(6)和蝸輪軸后軸承座(9)支撐，所述蝸輪軸后軸承座(9)上還裝有電磁離合器(10)，所述電磁離合器(10)的主動部分與蝸輪軸(8)相連接，所述電磁尚合器(10)的從動部分與擺桿軸(13)連接，所述擺桿軸(13)由擺桿軸前軸承座(11)和擺桿軸后軸承座(14)支撐，所述擺桿軸前軸承座(11)上還裝有旋轉(zhuǎn)編碼器(12)，所述旋轉(zhuǎn)編碼器(12)和擺桿軸(13)通過過盈配合方式安裝在一起，所述擺桿軸(13)的最后段安裝有擺桿(15)，所述旋轉(zhuǎn)編碼器(12)的后方設(shè)有制動塊(18)，所述制動塊(18 )安裝在制動擺桿(19 )的一端，所述制動擺桿(19 )的另一端安裝有偏心輪滑塊(21)，所述偏心輪(20)通過支架安裝在偏心輪滑塊(21)下方，所述偏心輪滑塊(21)始終與偏心輪(20)相接觸，所述偏心輪(20)—側(cè)連有偏心輪手柄(22)，所述制動塊(18)的后方安裝有凸輪(23)，在制動擺桿(19)的同一側(cè)安裝有凸輪滑塊底座(26)，所述凸輪滑塊底座(26)上安裝有凸輪滑塊(24)，所述凸輪滑塊(24)上安裝有凸輪滑塊彈簧(25)，所述凸輪滑塊(24)始終與凸輪(23)相接觸，所述制動擺桿(19)的中間支撐點上安裝有曲柄(27)，所述曲柄(27)和連桿(28)相連接，當(dāng)曲柄(27)和連桿(28)呈非相交共線時，所述曲柄(27)和連桿(28 )的連接點與凸輪滑塊(24 )在同一水平高度，所述連桿(28 )的另一端安裝有滑塊(29)，所述滑塊(29)同時安裝在滑塊導(dǎo)桿(30)上，并且滑塊(29)和滑塊導(dǎo)桿(30)之間安裝有滑塊彈簧(31)，所述滑塊導(dǎo)桿(30)下端固定在固定架(32)上，所述擺桿(15)的另一端有造壓油缸(16)，所述造壓油缸(16)安裝在在基座上，當(dāng)滑塊彈簧(31)處于自由狀態(tài)時，滑塊(29)在滑塊彈簧(31)作用下的高度高于造壓油缸(16)的最高點。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述擺桿(15)通過螺母(17)與擺桿軸(13)的最后段相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺錘式?jīng)_擊波壓力傳感器現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述凸輪(23)的后方安裝有防二次撞擊桿(33)，所述防二次撞擊桿(33)的軸線和凸輪(23)的最高點和凸輪圓心所形成的直線在同一平面上。
【文檔編號】G01L25/00GK105865709SQ201610455273
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】孔德仁, 徐春冬, 江劍, 許蘭濤
【申請人】南京卓礫智測控技術(shù)有限公司