電渦流式位移夾的製作方法

2024-01-27 19:16:15

專利名稱：電渦流式位移夾的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種位移測量裝置，具體是一種用於材料試驗及裂紋張開位 移測量的電渦流式位移夾。
技術背景位移夾(也稱引伸計)是用於材料試驗以及裂紋張開位移的測量裝置， 廣泛應用於材料力學試驗、測量試件的應變，也用於斷裂力學測量裂紋的張 開位移。現有的位移夾採用彈性元件(結構框架)和傳感元件(應變片)一 體的結構，利用位移夾自身彈性元件的變形，由固定在上面的應變計進行測 量，結構比較簡單，在測量範圍內線性比較好，成本較低，通用性強。但是， 一旦位移夾製成後，其基長、量程就固定了，它沒有嚴格意義上的傳感器， 只有應變片作為傳感器件，直接粘貼在彈性梁上，如果傳感元件損壞，位移 夾就報廢了。尤其是在帶貫穿裂紋管道的洩漏率測量中，高溫高壓的液體要 從貫穿裂紋而噴出，由於應變式位移夾具有以下缺陷而不能用於帶貫穿裂紋 管道的洩漏率測量，其缺陷在於l.由於應變式位移夾的基長是固定的，如10mm、 20mm等，基長固定不能改變，對於小直徑的管道安裝有困難，同時 試件上的安裝孔的精度必須很高，否則會導致位移夾的過載損壞；2.由於應變 式位移夾的輸出存在較大的溫度漂移，不能滿足試驗精度要求；3.由於應變式 位移夾不防水，不能工作於有水的環境中。 發明內容本發明的目的在於提供一種可在較高溫度、有水的環境下使用，基長 可以進行調節，且測量精度高的電渦流式位移夾。本發明的目的是通過實施下述技術方案來實現的-一種電渦流式位移夾，主要由固定在所測管道裂紋兩側的兩個支架組成， 其特徵在於在所述一個支架的頂部裝有電渦流位移傳感器，在另一個支架 的頂部、正對著電渦流位移傳感器探頭的位置裝有導電金屬板，在所述兩個3支架的底部固定一塊可調基長的彈簧片。 其附加特徵是① 所述兩個支架，是由其中部對應的至少一對凸臺作安裝位，通過配合 的安裝螺釘被固定在所測管道裂紋的兩側。② 所述被固定在兩支架底部的可調基長彈簧片，是通過壓塊與配合的壓 緊螺釘固定的。③ 所述固定在一支架頂部、正對著電渦流位移傳感器探頭位置的導電金 屬板，為直徑大於該傳感器探頭直徑3倍的圓形導電金屬板。本發明的優點在於(1)由於測量點於測量電渦流位移傳感器間採用槓 杆結構，通過調節測量點到彈簧片的距離與電渦流位移傳感器耙中點到彈簧 片距離的比值，可獲得測量點實際位移與電渦流位移傳感器測量位移的比， 從而實現對測量點微小位移的放大，達到較高的精度和靈敏度。(2)由於可 以通過更換不同量程的電渦流位移傳感器改變量程，通過調節彈簧片的長度， 或者更換不同長度的彈簧片，可容易地調節位移測量裝置的基長，以適應不 同的測量對象；在超過量程時不會像應變式位移夾那樣引起損壞，如果電渦 流位移傳感器損壞，可以更換。(3)由於採用防水和溫度漂移較低的電渦流傳感器，可在有水的環境中工作並滿足了試驗精度要求。國翻圖l是本發明的結構示意2是用本發明測量管道裂紋張開位移的示意中標記l.左支架，2.右支架，3.導電金屬板，4.彈簧片，5.電渦流位移 傳感器，6.壓塊，7.壓緊螺釘，8.安裝螺釘，9.管道裂紋，IO.二次儀表，11.顯 示記錄裝置，12.待測量管道，13.壓力入口， 14.支架中部的安裝凸臺，L:位 移夾的基長，L2/L1:位移放大倍數。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述本發明的電渦流式位移夾，採用防水、溫度漂移較低的非接觸式電渦流位移傳感器為核心測量部件，為了提高測量精度，其最大量程不超過lmm; 利用槓桿放大結構，由非接觸式的電渦流位移傳感器進行測量，使其具有較 高的靈敏度。如

圖1、 2所示，本發明由固定在待測管道12上裂紋9兩測的左、右兩 個支架組成；這左右兩個支架，是由其中部對應的一對安裝凸臺14作安裝位， 通過配合的安裝螺釘8被固定在裂紋9的兩側；其中在左支架1的頂部裝有 電渦流位移傳感器5;為了減少電渦流傳感器的非線性失真，在右支架2的頂 部、正對著電渦流位移傳感器5探頭的位置，裝有直徑大於該傳感器探頭直 徑3倍的圓形導電金屬板3，或稱導電金屬靶；當探頭靠近金屬板3時，傳感 器探頭髮出的電磁場在金屬板3上形成渦流，從而改變探頭的電感量，當探 頭與金屬板(靶)的距離改變時，其電感量也發生變化，從而輸出的電壓發 生變化；在所述左右兩支架的底部，通過壓塊6與配合的壓緊螺釘7固定一 塊可調基長L的彈簧片4，放鬆壓緊螺釘7可調節彈簧片的長度。使用時，當管道12通過壓力入口 13受到內壓作用，裂紋9張開(位移 夾的作用就是測量其張開的位移大小)。由於本發明位移夾是通過其中部對應 的一對安裝凸臺14作安裝位，用兩個安裝螺釘8將該位移夾固定在管道12 上，兩個安裝螺釘8的距離就是位移夾的基長L，當裂紋9張開時，帶動左支 架1和右支架2運動，由於彈簧片4的支點作用，在傳感器5與右支架2的 相對位移將產生放大作用，其放大倍數為L2/L1。通過與傳感器5相連的二次 儀表IO及顯示記錄裝置11所測量記錄的數據，經計算得出試件的位移量。當試件發生變形A1時，輸出電壓也將隨著變化AU，則A1=S AU式中S為電渦流位移夾的靈敏度，單位mm/V。 由此得到試件上的應變為A1/L=SAU/L 式中L為電渦流位移夾的基長。
權利要求
1.一種電渦流式位移夾，主要由固定在所測管道裂紋(9)兩側的兩個支架(1，2)組成，其特徵在於在所述一個支架(1)的頂部裝有電渦流位移傳感器(5)，在另一個支架(2)的頂部、正對著電渦流位移傳感器(5)探頭的位置裝有導電金屬板(3)，在所述兩個支架(1，2)的底部固定一塊可調基長L的彈簧片(4)。
2、 按照權利要求l所述的電渦流式位移夾，其特徵在於所述兩個支 架(1， 2)，是由其中部對應的至少一對凸臺(14)作安裝位，通過配合的 安裝螺釘(8)被固定在所測管道裂紋(9)的兩側。
3、 按照權利要求l所述的電渦流式位移夾，其特徵在於所述被固定 在兩支架(1， 2)底部的可調基長L的彈簧片(4)，是通過壓塊(6)與配 合的壓緊螺釘(7)固定的。
4、 按照權利要求l所述的電渦流式位移夾，其特徵在於所述固定在 一支架(1)頂部、正對著電渦流位移傳感器(5)探頭位置的導電金屬板(3)， 為直徑大於該傳感器(5)探頭直徑3倍的圓形導電金屬板。
全文摘要
本發明公開了一種電渦流式位移夾，主要由固定在所測管道裂紋兩側的兩個支架組成，其特徵在於在所述一個支架的頂部裝有電渦流位移傳感器，在另一個支架的頂部、正對著電渦流位移傳感器探頭的位置裝有導電金屬板，在所述兩個支架的底部固定一塊可調基長的彈簧片。該位移夾採用防水、非接觸式電渦流位移傳感器為核心測量部件，利用槓桿放大原理，對材料試驗以及裂紋張開的微小位移進行測量。本發明靈敏度高，可在有水的環境下測量材料裂紋張開的微小位移。
文檔編號G01N3/02GK101329155SQ200810045698
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月31日 優先權日2008年7月31日
發明者濱 從, 波 劉, 盧琰琰, 李天勇 申請人:中國核動力研究設計院