CN101329155A - 电涡流式位移夹 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电涡流式位移夹，主要由固定在所测管道裂纹两侧的两个支架组成，其特征在于：在所述一个支架的顶部装有电涡流位移传感器，在另一个支架的顶部、正对着电涡流位移传感器探头的位置装有导电金属板，在所述两个支架的底部固定一块可调基长的弹簧片。该位移夹采用防水、非接触式电涡流位移传感器为核心测量部件，利用杠杆放大原理，对材料试验以及裂纹张开的微小位移进行测量。本发明灵敏度高，可在有水的环境下测量材料裂纹张开的微小位移。

Description

电涡流式位移夹

技术领域

本发明涉及一种位移测量装置，具体是一种用于材料试验及裂纹张开位移测量的电涡流式位移夹。

背景技术

位移夹(也称引伸计)是用于材料试验以及裂纹张开位移的测量装置，广泛应用于材料力学试验、测量试件的应变，也用于断裂力学测量裂纹的张开位移。现有的位移夹采用弹性元件(结构框架)和传感元件(应变片)一体的结构，利用位移夹自身弹性元件的变形，由固定在上面的应变计进行测量，结构比较简单，在测量范围内线性比较好，成本较低，通用性强。但是，一旦位移夹制成后，其基长、量程就固定了，它没有严格意义上的传感器，只有应变片作为传感器件，直接粘贴在弹性梁上，如果传感元件损坏，位移夹就报废了。尤其是在带贯穿裂纹管道的泄漏率测量中，高温高压的液体要从贯穿裂纹而喷出，由于应变式位移夹具有以下缺陷而不能用于带贯穿裂纹管道的泄漏率测量，其缺陷在于：1.由于应变式位移夹的基长是固定的，如10mm、20mm等，基长固定不能改变，对于小直径的管道安装有困难，同时试件上的安装孔的精度必须很高，否则会导致位移夹的过载损坏；2.由于应变式位移夹的输出存在较大的温度漂移，不能满足试验精度要求；3.由于应变式位移夹不防水，不能工作于有水的环境中。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种可在较高温度、有水的环境下使用，基长可以进行调节，且测量精度高的电涡流式位移夹。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

一种电涡流式位移夹，主要由固定在所测管道裂纹两侧的两个支架组成，其特征在于：在所述一个支架的顶部装有电涡流位移传感器，在另一个支架的顶部、正对着电涡流位移传感器探头的位置装有导电金属板，在所述两个支架的底部固定一块可调基长的弹簧片。

其附加特征是：

①所述两个支架，是由其中部对应的至少一对凸台作安装位，通过配合的安装螺钉被固定在所测管道裂纹的两侧。

②所述被固定在两支架底部的可调基长弹簧片，是通过压块与配合的压紧螺钉固定的。

③所述固定在一支架顶部、正对着电涡流位移传感器探头位置的导电金属板，为直径大于该传感器探头直径3倍的圆形导电金属板。

本发明的优点在于：(1)由于测量点于测量电涡流位移传感器间采用杠杆结构，通过调节测量点到弹簧片的距离与电涡流位移传感器靶中点到弹簧片距离的比值，可获得测量点实际位移与电涡流位移传感器测量位移的比，从而实现对测量点微小位移的放大，达到较高的精度和灵敏度。(2)由于可以通过更换不同量程的电涡流位移传感器改变量程，通过调节弹簧片的长度，或者更换不同长度的弹簧片，可容易地调节位移测量装置的基长，以适应不同的测量对象；在超过量程时不会像应变式位移夹那样引起损坏，如果电涡流位移传感器损坏，可以更换。(3)由于采用防水和温度漂移较低的电涡流传感器，可在有水的环境中工作并满足了试验精度要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是用本发明测量管道裂纹张开位移的示意图

图中标记：1.左支架，2.右支架，3.导电金属板，4.弹簧片，5.电涡流位移传感器，6.压块，7.压紧螺钉，8.安装螺钉，9.管道裂纹，10.二次仪表，11.显示记录装置，12.待测量管道，13.压力入口，14.支架中部的安装凸台，L：位移夹的基长，L2/L1：位移放大倍数。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

本发明的电涡流式位移夹，采用防水、温度漂移较低的非接触式电涡流位移传感器为核心测量部件，为了提高测量精度，其最大量程不超过1mm；利用杠杆放大结构，由非接触式的电涡流位移传感器进行测量，使其具有较高的灵敏度。

如图1、2所示，本发明由固定在待测管道12上裂纹9两测的左、右两个支架组成；这左右两个支架，是由其中部对应的一对安装凸台14作安装位，通过配合的安装螺钉8被固定在裂纹9的两侧；其中在左支架1的顶部装有电涡流位移传感器5；为了减少电涡流传感器的非线性失真，在右支架2的顶部、正对着电涡流位移传感器5探头的位置，装有直径大于该传感器探头直径3倍的圆形导电金属板3，或称导电金属靶；当探头靠近金属板3时，传感器探头发出的电磁场在金属板3上形成涡流，从而改变探头的电感量，当探头与金属板(靶)的距离改变时，其电感量也发生变化，从而输出的电压发生变化；在所述左右两支架的底部，通过压块6与配合的压紧螺钉7固定一块可调基长L的弹簧片4，放松压紧螺钉7可调节弹簧片的长度。

使用时，当管道12通过压力入口13受到内压作用，裂纹9张开(位移夹的作用就是测量其张开的位移大小)。由于本发明位移夹是通过其中部对应的一对安装凸台14作安装位，用两个安装螺钉8将该位移夹固定在管道12上，两个安装螺钉8的距离就是位移夹的基长L，当裂纹9张开时，带动左支架1和右支架2运动，由于弹簧片4的支点作用，在传感器5与右支架2的相对位移将产生放大作用，其放大倍数为L2/L1。通过与传感器5相连的二次仪表10及显示记录装置11所测量记录的数据，经计算得出试件的位移量。

当试件发生变形Δ1时，输出电压也将随着变化ΔU，则

Δ1＝S·ΔU

式中：S为电涡流位移夹的灵敏度，单位mm/V。

由此得到试件上的应变为：

Δ1/L＝SΔU/L

式中：L为电涡流位移夹的基长。

Claims (4)

1.一种电涡流式位移夹，主要由固定在所测管道裂纹(9)两侧的两个支架(1，2)组成，其特征在于：在所述一个支架(1)的顶部装有电涡流位移传感器(5)，在另一个支架(2)的顶部、正对着电涡流位移传感器(5)探头的位置装有导电金属板(3)，在所述两个支架(1，2)的底部固定一块可调基长L的弹簧片(4)。

2、按照权利要求1所述的电涡流式位移夹，其特征在于：所述两个支架(1，2)，是由其中部对应的至少一对凸台(14)作安装位，通过配合的安装螺钉(8)被固定在所测管道裂纹(9)的两侧。

3、按照权利要求1所述的电涡流式位移夹，其特征在于：所述被固定在两支架(1，2)底部的可调基长L的弹簧片(4)，是通过压块(6)与配合的压紧螺钉(7)固定的。

4、按照权利要求1所述的电涡流式位移夹，其特征在于：所述固定在一支架(1)顶部、正对着电涡流位移传感器(5)探头位置的导电金属板(3)，为直径大于该传感器(5)探头直径3倍的圆形导电金属板。

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