一種高低溫磁場檢測系統的製作方法

2024-02-03 20:48:15

一種高低溫磁場檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高低溫磁場檢測系統，涉及高低溫環境下磁性元件磁場分布特性的檢測裝置，包括箱體、被測工件和霍爾探頭，箱體由無磁性隔熱材料製成，霍爾探頭裝在可自由伸入和抽出箱體內部的隔熱載體內部，箱體外設有用於測量被測工件表面溫度的紅外溫度探測儀，箱體外部還設有用於霍爾探頭與被測工件之間距離的測距裝置；被測工件通過設在箱體上對稱分布的液氮入口和熱氮氣入口進行製冷或加熱。本實用新型加熱或製冷效率快，功耗小，適合批量生產，同時在一個箱體內進行高低溫切換，可同時進行溫度疲勞試驗，簡單方便，節約成本；同時霍爾探頭僅在測量的時候進入箱體內部，測量完畢時立刻抽出，避免了霍爾探頭因高溫而損壞。
【專利說明】一種高低溫磁場檢測系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種磁場檢測裝置，尤其涉及一種高低溫環境下磁性元件磁場分布特性的檢測裝置。

【背景技術】
[0002]磁極分布的檢測在現代科學應用中非常廣泛，目前市場上已有的傳送磁場檢測系統，一般由霍爾探頭、產品裝夾等組成。但現代科技發展日新月異，技術發展對材料、器件的要求越來越高，對材料、器件的各種特性的測試也越來越重要，因此，對各種測試儀器的要求也越來越高。
[0003]在當前的生產過程中，電動原件往往會在高於室溫的環境下工作，所以有必要對高溫環境下的磁場的性能進行測試；同時，在太空環境中的磁性元件往往需要承受高溫和低溫的環境，所以模擬太空環境的高低溫條件來檢測磁性元件的磁場分布特性顯得尤為必要。
[0004]傳統的磁場測試系統採用霍爾探頭在常溫環境下對磁性元件進行測試，霍爾探頭的工作溫度為40°C以下，溫度過高會引起霍爾探頭的損壞甚至燒毀。目前也有一些高低溫環境下的磁場測試系統，專利申請號CN200410098989.0的實用新型專利實用高溫磁場測量儀介紹了一種在原有常溫磁場測試儀的基礎上，用不影響磁鋼的磁場分布而且導熱較差的材料作為冷卻液體或冷卻氣體的通道，將霍爾探頭置於通道內，用通道內流動的冷卻液體或冷卻氣體保護磁場探測儀的霍爾探頭的溫度不會升高而失效或被燒毀，以達到測量高溫下磁鋼的磁場強度和溫度係數的目的。但是該磁場探測儀的高溫環境是通過在保溫材料外側面內部環設加熱爐絲實現的，這種方式所用到流動的冷卻液會增加設備的功耗，並且加熱效率低，加熱緩慢，測出的工件表面溫度也無法反映工件是否受熱均勻。
實用新型內容
[0005]本實用新型要解決的技術問題在於解決現有技術的不足，提供一種可以直接對工件加熱製冷，實時檢測被測工件表面溫度直到均勻受熱後進行磁場檢測的高低溫環境下磁場檢測系統。
[0006]為達到上述目的，本實用新型所採用的技術方案是:一種高低溫磁場檢測系統，包括箱體、被測工件和霍爾探頭，被測工件置於箱體內部，所述霍爾探頭設在隔熱載體內部，所述箱體上設有箱門，所述箱門上設有圓孔，所述隔熱載體的一端穿過箱門上的圓孔並可以自由伸入和抽出箱體內部；所述箱體和隔熱載體均採用無磁性隔熱材料製成；所述箱體頂部設有第一觀察窗，所述第一觀察窗外部設有用於測量霍爾探頭與被測工件之間距離的測距裝置；所述箱體側壁設有第二觀察窗，所述第二觀察窗外部設有用於測量被測工件表面溫度的紅外溫度探測儀；所述箱體頂部還設有液氮入口和熱氮氣入口。
[0007]進一步的，所述被測工件裝在工件裝夾體上，所述工件裝夾體底部設有裝夾軸，所述裝夾軸穿過箱體底部並通過聯軸器連接驅動電機，所述驅動電機固定在升降臺上。
[0008]進一步的，其特徵在於:所述隔熱載體與箱門之間通過橡膠密封，所述裝夾軸與箱體底部通過橡膠密封。
[0009]進一步的，其特徵在於:所述測距裝置為測距攝像頭。
[0010]進一步的，其特徵在於:所述箱體上設有排氣口，所述排氣口上設有排氣閥門。
[0011 ] 進一步的，其特徵在於:所述液氮入口和熱氮氣入口為分開的獨立入口，所述液氮入口和熱氮氣入口均設有兩個並且呈十字結構放置，所述液氮入口和熱氮氣入口均正對被測工件；所述液氮入口和熱氮氣入口的管道上均設有比例閥。
[0012]進一步的，所述隔熱載體包括固定端和旋轉端，固定端和旋轉端之間設有旋轉軸，所述霍爾探頭內置在旋轉端，所述旋轉端帶動霍爾探頭在水平方向繞著旋轉軸旋轉。
[0013]進一步的，所述工件裝夾體採用隔熱材料製成。
[0014]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0015]1、採用的箱體為隔熱箱，不是高低溫箱，不通過對箱體加熱而是直接對箱體內的被測工件進行加熱或製冷，加熱或製冷速度快，效率高，功耗小，適合批量生產。高溫低溫均可在同一個箱體內進行，自動進行高低溫的轉換，並且可以進行溫度疲勞試驗，簡單方便，節約成本。
[0016]2、在對被測工件升溫、降溫的過程中霍爾探頭裝在隔熱載體上，並且在隔熱箱外部，所以霍爾探頭一直處於常溫環境下，不受工件溫度影響，在工件達到設定的溫度後，並且測量出溫度均勻後將裝在隔熱載體內的霍爾探頭伸到被測工件附近進行測長測量，整個測試過程持續時間不超過I分鐘，測試完成後立即將霍爾探頭移除隔熱箱，重新回到常溫環境，保證測量精度同時避免霍爾元件故障。
[0017]3、通過隔熱材料製成的工件裝夾體連接被測工件，保證只對工件進行加熱，工件裝夾體和被測工件之間沒有熱傳導，並且採用像個180度的兩個噴嘴同時進行加熱或製冷，保證對工件升溫降溫的過程中工件表面溫度的均勻。
[0018]4、升溫降溫的過程中，電機通過轉動軸帶動工件裝夾體轉動，從而帶動被測工件的旋轉，防止了被測工件局部溫度過高或過低，並且使工件表面溫度均勻。在測量的過程中，可以根據用戶設定的旋轉速度緩慢旋轉，保證測試的測試點數量。升降臺帶動被測工件的升降從而實現對工件表面的三維測量。
[0019]5、轉動軸、霍爾探頭採用隔熱材料穿過隔熱箱，有效防止箱體內外的熱傳導從而影響工件。霍爾探頭在進出過程中隔熱載體始終堵住進出孔，防止低溫時空氣中的含有水分的空氣冷卻結冰附著在轉動軸或隔熱載體上，從而因影響正常運動而影響正常測試。
[0020]6、由於被測工件表面不同距離的磁場強度不同，距離不同會使磁場發生改變，因此通過測距攝像頭來控制霍爾探頭與工件表面的距離，此外當工件的圓度發生變化時也可以根據測距攝像頭來檢測霍爾探頭與被測工件之間的距離。
[0021]7、採用紅外溫度探測儀測量溫度，不需要與被測工件接觸即可進行測量，實驗結果更加迅速、便捷，同時測得工件表面溫度均勻程度更加準確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是一種高低溫磁場檢測系統的結構示意圖。
[0023]圖2是一種高低溫磁場檢測系統的結構示意俯視圖。
[0024]圖3是隔熱載體的結構示意圖

【具體實施方式】
[0025]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】並參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本實用新型的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0026]結合圖1、圖2和圖3，一種高低溫磁場檢測系統，包括箱體4，被測工件9設在箱體4內部，被測工件9裝在工件裝夾體12上，工件裝夾體12固定在裝夾軸13上，裝夾軸12底部通過聯軸器2連接驅動電機1，驅動電機I安裝在升降臺14上。驅動電機I轉動時帶動裝夾軸12的轉動從而帶動被測工件9的轉動，升降臺14的作用是帶動被測工件9的上下運動。
[0027]箱體4的側面設有箱門11，箱門11上設有圓孔，內置霍爾探頭15的隔熱載體10穿過圓孔，隔熱載體10可以通過圓孔自由伸入和抽出箱體內部，在測量的時候將霍爾探頭15送入箱體內部，在加熱和製冷的時候將霍爾探頭抽出。隔熱載體10設有固定端103、旋轉軸102和旋轉端101，旋轉端101和固定端103之間通過旋轉軸102連接，霍爾探頭15設在旋轉端內部，旋轉端101可以繞著旋轉軸102在水平方向上轉動，從而調整霍爾探頭15與被測工件9之間的距離。
[0028]箱體4的頂部設有第一觀察窗8，第一觀察窗8外設有測距攝像頭7，測距攝像頭7用於精確測量霍爾探頭15與被測工件9之間的距離；箱體4的側面設有第二觀察窗16，第二觀察窗16的外部設有紅外溫度探測儀5，紅外溫度探測儀5用於測量被測工件9表面溫度。箱體4的頂部設有液氮入口 14和熱氮氣入口 6，液氮入口 14和熱氮氣入口 6均設有兩個，液氮入口 14和熱氮氣入口 6呈十字結構對稱分布，液氮入口 14和熱氮氣入口 6正對被測工件9。液氮入口 14和熱氮氣入口 6的連接管道上均設有比例閥。比例閥的作用是用於控制進入箱體4內的液氮或熱氮氣的量從而改變製冷或制熱的效率。箱體4上還設有排氣口 3，排氣口 3連接裝有排氣閥門的排氣管。
[0029]箱體4和穿過箱體4的裝夾軸通過密封圈13密封，箱門11和箱體4之間通過橡膠密封，箱門11和隔熱載體10之間通過橡膠密封。
[0030]工件裝夾體12採用隔熱材料製成，箱體4和隔熱載體10均通過無磁性隔熱材料製成。
[0031]本實用新型的工作過程為:首先將箱門11打開，將被測工件9夾在工件裝夾體12上，並將工件裝夾體12調整到合適位置，關上箱門11，打開液氮入口 14或熱氮氣入口 6所連接管道上的比例閥，對被測工件9進行製冷或加熱，製冷或加熱的同時要將排氣口 3的排氣閥門打開，保證箱體4內的氣壓不會過大。液氮入口 14和熱氮氣入口 6正對被測工件9，所以製冷或加熱的速度很快，利用紅外溫度探測儀5對被測工件9進行實時溫度檢測，等箱體4內部受熱均勻且達到待測溫度點後且紅外溫度探測儀5測出被測工件9表面溫度均勻時停止製冷或加熱。此時將裝有霍爾探頭15的隔熱載體10伸入箱體4內部，利用測距攝像頭7測量霍爾探頭15與被測工件9之間的距離，可以通過調整隔熱載體10的旋轉端和隔熱載體10的伸入箱體內的長度來控制霍爾探頭15與被測工件之間的距離，最後的距離通過測距攝像頭7實際測量確定。在整個製冷或加熱的過程中驅動電機直保持轉動，帶動被測工件9同時轉動，從而使得被測工件9的四周受熱更加均勻，同時通過升降機14將被測工件9上下移動以調整被測工件9與霍爾探頭15之間的距離。測試完畢後將隔熱載體10從箱體內往外抽出，直到霍爾探頭15完全離開箱體內部。整個測試的過程時間持續時間不超過一分鐘，測試完成霍爾探頭15立刻移除箱體4內部，重新回到常溫環境，避免了霍爾探頭因溫度過高而損壞。
[0032]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用於示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求範圍和邊界、或者這種範圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【權利要求】
1.一種高低溫磁場檢測系統，包括箱體、被測工件和霍爾探頭，被測工件置於箱體內部，其特徵在於:所述霍爾探頭設在隔熱載體內部，所述箱體上設有箱門，所述箱門上設有圓孔，所述隔熱載體的一端穿過箱門上的圓孔並可以自由伸入和抽出箱體內部；所述箱體和隔熱載體均採用無磁性隔熱材料製成；所述箱體頂部設有第一觀察窗，所述第一觀察窗外部設有用於測量霍爾探頭與被測工件之間距離的測距裝置；所述箱體側壁設有第二觀察窗，所述第二觀察窗外部設有用於測量被測工件表面溫度的紅外溫度探測儀；所述箱體頂部還設有液氮入口和熱氮氣入口。
2.根據權利要求1所述的一種高低溫磁場檢測系統，其特徵在於:所述被測工件裝在工件裝夾體上，所述工件裝夾體底部設有裝夾軸，所述裝夾軸穿過箱體底部並通過聯軸器連接驅動電機，所述驅動電機固定在升降臺上。
3.根據權利要求2所述的一種高低溫磁場檢測系統，其特徵在於:所述隔熱載體與箱門之間通過橡膠密封，所述裝夾軸與箱體底部通過橡膠密封。
4.根據權利要求1所述的一種高低溫磁場檢測系統，其特徵在於:所述測距裝置為測距攝像頭。
5.根據權利要求1所述的一種高低溫磁場檢測系統，其特徵在於:所述箱體上設有排氣口，所述排氣口上設有排氣閥門。
6.根據權利要求1所述的一種高低溫磁場檢測系統，其特徵在於:所述液氮入口和熱氮氣入口為分開的獨立入口，所述液氮入口和熱氮氣入口均設有兩個並且呈十字結構放置，所述液氮入口和熱氮氣入口均正對被測工件；所述液氮入口和熱氮氣入口的管道上均設有比例閥。
7.根據權利要求1所述的一種高低溫磁場檢測系統，其特徵在於:所述隔熱載體包括固定端和旋轉端，固定端和旋轉端之間設有旋轉軸，所述霍爾探頭內置在旋轉端，所述旋轉端帶動霍爾探頭在水平方向繞著旋轉軸旋轉。
8.根據權利要求2所述的一種高低溫磁場檢測系統，其特徵在於:所述工件裝夾體採用隔熱材料製成。
【文檔編號】G01R33/12GK204044345SQ201420316414
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】姚早春 申請人:姚早春