CN102735373A - 一种隔振器传递力的间接测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种隔振器传递力的间接测量方法，包括如下步骤：将振动设备机脚固定在隔振器上，隔振器固定在安装基础上，振动设备机脚和安装基础上分别安装传感器，传感器连接数据采集分析仪；启动振动设备，利用两个传感器获得隔振器上下的振动速度；结合隔振器的阻抗间接计算出通过隔振器传递的力。本发明的方法可以在不拆卸设备的情形下进行测量，具有良好的工程实用性。

Description

一种隔振器传递力的间接测量方法

技术领域

本发明涉及的是一种振动工程领域的测量方法，具体地说是隔振器传递力的测量方法。

背景技术

振动工程中，设备机脚传递到隔振器或基础上的动态力是声学设计的输入参数及设备振动的评价指标，因此对力的获取及其测量技术的研究极为重要，而目前力的直接测量存在很大困难，因此对其间接测量法的研究尤为必要。

传统的传递力的直接测量方法普遍应用环形压电式力传感器或应变式力传感器。经文献检索发现有2篇文献涉及到设备动态传递力的直接测量方法的内容。分别是：《山东工业大学学报》在1984年1期刊登的《动态力的测量探讨》及哈尔滨工程大学张思远的硕士学位论文《激励力的板型力传感器的测试研究》。两篇文献中均提到传统的压电式环形力传感器的单传感器法测量法，在设备刚性安装条件下，一般将一个环形压电式力传感器串联在设备机脚与基础之间，弹性安装条件下，一般将一个环形压电式力传感器串联在设备机脚与隔振器之间；实际上，在这种安装状态下，设备机脚传递到隔振器或基础上的力是由两条路径传递的，一条是设备机脚经力传感器传递到隔振器或基础上，一条由设备机脚传递到安装螺栓再传递到隔振器或基础上，传感器仅能测量到经其传递的力，无法测量经螺栓传递的力，一般认为通过螺栓传递的力可达合力的10%~30%，传感器仅能测到70%~90%，测量误差较大。第二篇文献中还提到应变式力传感器，应变式力传感器测量频带小，仅能测低频，并容易改变系统隔振的阻抗特性，而工程中对高频段的动态力的测量也有要求，并不希望改变隔振系统的阻抗特性。张思远的论文中设计了一种板型预紧式力传感器，试图解决上述问题，但其设计的传感器质量体积较大，且上下各有4个安装点，安装时难以保证4个点在同一平面，这将导致传感器测量轴线不垂直于安装面，实际使用仍然较为困难。检索发现2篇文献涉及传递力的间接测量法，分别为《应用声学》1990年2期刊登的王蜀楚的《利用超声测量动态力》与华中科技大学原春晖的博士学位论文—《机械设备振动源特性测试方法研究》。利用超声测量动态力时系统复杂，准确度有限，不适合工程应用。原春晖的论文中提到使用基于隔振器阻抗的传递力的测量方法及基于基础阻抗的测量方法，已证明基于基础阻抗的方法估算隔振器的传递力时误差非常大，而其基于隔振器阻抗的测量方法在低频段误差较大。在专利检索中未发现任何隔振器传递力间接测量方法的内容。

发明内容

本发明的目的在于提供易于工程实现的一种隔振器传递力的间接测量方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种隔振器传递力的间接测量方法，其特征是：

（1）将振动设备机脚固定在隔振器上，隔振器固定在安装基础上，振动设备机脚和安装基础上分别安装传感器，传感器连接数据采集分析仪；

（2）启动振动设备，利用两个传感器获得隔振器上下的振动速度并存入数据采集分析仪，记为

和

（3）结合隔振器的阻抗间接计算出通过隔振器传递的力：

$F_1=Z_{11}{\stackrel{\·}{X}}_1+Z_{12}{\stackrel{\·}{X}}_2$

$F_2={-Z}_{21}{\stackrel{\·}{X}}_1-Z_{22}{\stackrel{\·}{X}}_2$

其中F₁与F₂分别为隔振器上下端的力，Z₁₁、Z₂₂为隔振器上下端原点阻抗，Z₁₂、Z₂₁为隔振器原点阻抗。

本发明还可以包括：

1、所述的传感器为速度传感器或加速度传感器或位移传感器，传感器与数据采集分析仪之间安装电荷放大器。

本发明的优势在于：本发明的方法可以在不拆卸设备的情形下进行测量，具有良好的工程实用性。

附图说明

图1为本发明的安装原理图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，用传感器5测量隔振器上下端的振动响应，结合隔振器2的阻抗间接计算出通过隔振器传递的力。测量对象由设备机脚3、隔振器2及安装基础1组成，三者通过安装螺栓4相连。测量系统除加速度传感器外，还包括电荷放大器6及数据采集分析仪7、计算机8。如果传感器为IEPE型，则系统不需要电荷放大器。由隔振器上下端的振动响应，结合隔振器的阻抗间接计算出通过隔振器传递的力。其计算方法为：

$F_1=Z_{11}{\stackrel{\·}{X}}_1+Z_{12}{\stackrel{\·}{X}}_2$

$F_2={-Z}_{21}{\stackrel{\·}{X}}_1-Z_{22}{\stackrel{\·}{X}}_2$

其中

与

分别为隔振器上下的振动速度，F₁与F₂分别为隔振器上下端的力，Z₁₁、Z₂₂为隔振器上下端原点阻抗，Z₁₂、Z₂₁为隔振器原点阻抗。

Claims (2)

1.一种隔振器传递力的间接测量方法，其特征是：

（1）将振动设备机脚固定在隔振器上，隔振器固定在安装基础上，振动设备机脚和安装基础上分别安装传感器，传感器连接数据采集分析仪；

（2）启动振动设备，利用两个传感器获得隔振器上下的振动速度并存入数据采集分析仪，记为和

（3）结合隔振器的阻抗间接计算出通过隔振器传递的力：

$F_1=Z_{11}{\stackrel{\·}{X}}_1+Z_{12}{\stackrel{\·}{X}}_2$

$F_2={-Z}_{21}{\stackrel{\·}{X}}_1-Z_{22}{\stackrel{\·}{X}}_2$

其中F₁与F₂分别为隔振器上下端的力，Z₁₁、Z₂₂为隔振器上下端原点阻抗，Z₁₂、Z₂₁为隔振器原点阻抗。

2.根据权利要求1所述的一种隔振器传递力的间接测量方法，其特征是：所述的传感器为速度传感器或加速度传感器或位移传感器，传感器与数据采集分析仪之间安装电荷放大器。