一種隔振器傳遞力的間接測量方法

2023-05-14 18:08:41 1

專利名稱：一種隔振器傳遞力的間接測量方法
技術領域：
本發明涉及的是一種振動工程領域的測量方法，具體地說是隔振器傳遞力的測量方法。
背景技術：
振動工程中，設備機腳傳遞到隔振器或基礎上的動態力是聲學設計的輸入參數及設備振動的評價指標，因此對力的獲取及其測量技術的研究極為重要，而目前力的直接測量存在很大困難，因此對其間接測量法的研究尤為必要。傳統的傳遞力的直接測量方法普遍應用環形壓電式力傳感器或應變式力傳感器。經文獻檢索發現有2篇文獻涉及到設備動態傳遞力的直接測量方法的內容。分別是《山東 工業大學學報》在1984年I期刊登的《動態力的測量探討》及哈爾濱工程大學張思遠的碩士學位論文《激勵力的板型力傳感器的測試研究》。兩篇文獻中均提到傳統的壓電式環形力傳感器的單傳感器法測量法，在設備剛性安裝條件下，一般將一個環形壓電式力傳感器串聯在設備機腳與基礎之間，彈性安裝條件下，一般將一個環形壓電式力傳感器串聯在設備機腳與隔振器之間；實際上，在這種安裝狀態下，設備機腳傳遞到隔振器或基礎上的力是由兩條路徑傳遞的，一條是設備機腳經力傳感器傳遞到隔振器或基礎上，一條由設備機腳傳遞到安裝螺栓再傳遞到隔振器或基礎上，傳感器僅能測量到經其傳遞的力，無法測量經螺栓傳遞的力，一般認為通過螺栓傳遞的力可達合力的109^30%，傳感器僅能測到709^90%，測量誤差較大。第二篇文獻中還提到應變式力傳感器，應變式力傳感器測量頻帶小，僅能測低頻，並容易改變系統隔振的阻抗特性，而工程中對高頻段的動態力的測量也有要求，並不希望改變隔振系統的阻抗特性。張思遠的論文中設計了一種板型預緊式力傳感器，試圖解決上述問題，但其設計的傳感器質量體積較大，且上下各有4個安裝點，安裝時難以保證4個點在同一平面，這將導致傳感器測量軸線不垂直於安裝面，實際使用仍然較為困難。檢索發現2篇文獻涉及傳遞力的間接測量法，分別為《應用聲學》1990年2期刊登的王蜀楚的《利用超聲測量動態力》與華中科技大學原春暉的博士學位論文一《機械設備振動源特性測試方法研究》。利用超聲測量動態力時系統複雜，準確度有限，不適合工程應用。原春暉的論文中提到使用基於隔振器阻抗的傳遞力的測量方法及基於基礎阻抗的測量方法，已證明基於基礎阻抗的方法估算隔振器的傳遞力時誤差非常大，而其基於隔振器阻抗的測量方法在低頻段誤差較大。在專利檢索中未發現任何隔振器傳遞力間接測量方法的內容。

發明內容
本發明的目的在於提供易於工程實現的一種隔振器傳遞力的間接測量方法。本發明的目的是這樣實現的本發明一種隔振器傳遞力的間接測量方法，其特徵是( I)將振動設備機腳固定在隔振器上，隔振器固定在安裝基礎上，振動設備機腳和安裝基礎上分別安裝傳感器，傳感器連接數據採集分析儀；
(2)啟動振動設備，利用兩個傳感器獲得隔振器上下的振動速度並存入數據採集分析儀，記為名和^(3)結合隔振器的阻抗間接計算出通過隔振器傳遞的力E =ZnXl +Zi2X1/ =-Z21A; -Z22X2其中F1與F2分別為隔振器上下端的力，Zn、Z22為隔振器上下端原點阻抗，Z12, Z21為隔振器原點阻抗。本發明還可以包括I、所述的傳感器為速度傳感器或加速度傳感器或位移傳感器，傳感器與數據採集 分析儀之間安裝電荷放大器。本發明的優勢在於本發明的方法可以在不拆卸設備的情形下進行測量，具有良好的工程實用性。


圖I為本發明的安裝原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述結合圖1，用傳感器5測量隔振器上下端的振動響應，結合隔振器2的阻抗間接計算出通過隔振器傳遞的力。測量對象由設備機腳3、隔振器2及安裝基礎I組成，三者通過安裝螺栓4相連。測量系統除加速度傳感器外，還包括電荷放大器6及數據採集分析儀7、計算機8。如果傳感器為IEPE型，則系統不需要電荷放大器。由隔振器上下端的振動響應，結合隔振器的阻抗間接計算出通過隔振器傳遞的力。其計算方法為F1 =ZnXl +Z12X2F2 = -Z21X1 -Z22X2其中名與文2分別為隔振器上下的振動速度，F1與匕分別為隔振器上下端的力，Zn、Z22為隔振器上下端原點阻抗，z12、z21為隔振器原點阻抗。
權利要求
1.一種隔振器傳遞力的間接測量方法，其特徵是 (1)將振動設備機腳固定在隔振器上，隔振器固定在安裝基礎上，振動設備機腳和安裝基礎上分別安裝傳感器，傳感器連接數據採集分析儀； (2)啟動振動設備，利用兩個傳感器獲得隔振器上下的振動速度並存入數據採集分析儀，記為岑和矣； (3)結合隔振器的阻抗間接計算出通過隔振器傳遞的力 F1 =ZnX,+Zt2X2 F2 = -Z A X -Z22X2 其中F1與F2分別為隔振器上下端的力，Zn、Z22為隔振器上下端原點阻抗，Z12、Z21為隔振器原點阻抗。
2.根據權利要求I所述的一種隔振器傳遞力的間接測量方法，其特徵是所述的傳感器為速度傳感器或加速度傳感器或位移傳感器，傳感器與數據採集分析儀之間安裝電荷放大器。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種隔振器傳遞力的間接測量方法，包括如下步驟將振動設備機腳固定在隔振器上，隔振器固定在安裝基礎上，振動設備機腳和安裝基礎上分別安裝傳感器，傳感器連接數據採集分析儀；啟動振動設備，利用兩個傳感器獲得隔振器上下的振動速度；結合隔振器的阻抗間接計算出通過隔振器傳遞的力。本發明的方法可以在不拆卸設備的情形下進行測量，具有良好的工程實用性。
文檔編號G01L1/00GK102735373SQ20121023921
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者周盼, 張悅, 張相彬, 李玩幽, 率志君, 翁俊 申請人:哈爾濱工程大學