CN104001660A - 吸附式压电激励振子 - Google Patents

Abstract

针对现有激励振子的不足，本发明提供一种吸附式压电激励振子，包括接线端子、重锤、紧固螺杆、三片以上的环状的压电陶瓷片、不锈钢罐体、聚能针、橡胶套、底座、内隔磁环、磁铁环和外隔磁环。在重锤的一端设有圆形槽，在圆形槽的中央开有螺纹孔并与紧固螺杆的一端连接。在重锤的开有接线孔并与接线端子连接。所述紧固螺杆的中部套有压电陶瓷片。紧固螺杆的另一端与聚能针连接。在聚能针上套有橡胶套。在橡胶套上套有底座。通过不锈钢罐体将重锤和底连接在一起。在底座的外端面上开设有磁环槽，在磁环槽内配有磁铁环、内隔磁环和外隔磁环。本发明的有益效果为：本产品的体积小，工作频率宽，能够对瓷支柱绝缘子进行实时在线监测。

Description

吸附式压电激励振子

技术领域

本发明属于电力检测设备领域，尤其适用于高压瓷支柱绝缘子检测中的激振装置，具体涉及一种吸附式压电激励振子。

背景技术

瓷支柱绝缘子是固定在电力输送线路架构上进行使用的设备。现有的瓷支柱绝缘子的型号种类多达几十种，安装后的长度尺寸在0.6米到10.2米之间不等，其工作时的固有频率范围覆盖1-15千赫兹（KHz）范围。若要对瓷支柱绝缘子进行机械性能试验，则需要将检测设备安置在瓷支柱绝缘子的法兰上，但法兰上可放置检测设备的尺寸只有Φ30mm（即面积30×30mm），且法兰与法兰上方的伞裙之间的间距一般不大于50毫米（mm），如果要对瓷支柱绝缘子的工作状态进行在线检测，则必须先满足上述尺寸限制的要求。

激励振子（也称激振器）是附加在瓷支柱绝缘子的法兰上用以产生激振力的装置，是对瓷支柱绝缘子机械状态进行在线监测的重要部件，通过激励振子能使被测的瓷支柱绝缘子获得一定形式和大小的振动量，从而对绝缘子进行振动和强度试验。但是，现有的激励振子所需要的最小安装尺寸为Ф50mm，且现有的激励振子的最高工作频率范围在10～5000赫兹 (Hz)，在安装尺寸和工作频率上都不能满足对瓷支柱绝缘子进行带电拆装与检测的要求。此外，现有激励振子与瓷支柱绝缘子的基座之间的连接是采用螺栓实现紧固的，影响对瓷支柱绝缘子的性能检测。

综上所述，目前市场急需一种用于瓷支柱绝缘子进行机械性能试验的、提供线性振动且振动频率范围涵盖1至15KHz的范围，最大安装尺寸不能超过Φ30*50 mm，且能够带电拆装在瓷支柱绝缘子的法兰上的激励振子。

发明内容

针对现有激励振子的上述不足，本发明提供一种吸附式压电激励振子，其具体结构如下：

吸附式压电激励振子，包括接线端子1、重锤2、紧固螺杆3、三片以上的环状的压电陶瓷片4、不锈钢罐体5、聚能针6、橡胶套7、底座8、内隔磁环9、磁铁环10和外隔磁环11。重锤2为圆柱状，在重锤2轴向的一端设有内凹的圆形槽，与圆形槽对应的重锤2的外圆柱面设有外螺纹。所述圆形槽的轴向中央开有螺纹孔，在重锤2的一侧径向开设有贯通螺纹孔的接线孔。接线端子1安装在重锤2的接线孔内，紧固螺杆3的一端和重锤2的螺纹孔连接。

所述紧固螺杆3的中部为光杆31，光杆31的直径大于紧固螺杆3两端的直径。光杆31上套有三片以上的环状的压电陶瓷片4。聚能针6为圆锥体状，聚能针6的大直径端与紧固螺杆3的另一端连接。

通过紧固螺杆3将重锤2、三片以上的环状的压电陶瓷片4及聚能针6固定在一起，重锤2的圆形槽、聚能针6的大直径端分别与相邻的压电陶瓷片4相接。与聚能针6大直径端相邻的压电陶瓷片4与接线端子1通过导线连通。

在聚能针6的小直径端上套有一个橡胶套7。所述橡胶套7呈二级台阶状的圆柱体。所述不锈钢罐体5为两端均设有内螺纹的圆管，不锈钢罐体5的轴向一端和重锤2的外螺纹连接。在橡胶套7的台阶上套设有圆环状的底座8，橡胶套7位于底座8的内侧，且橡胶套7的小直径端面和底座8的外端面在同一平面内。底座8的外端面上开设有一道磁环槽。

在朝向重锤2的底座8的一端为外螺纹管，通过螺纹和不锈钢罐体5的轴向另一端连接，从而使底座8的内端面抵在橡胶套7的一级台阶端面上，使得橡胶套7被固定在聚能针6上。

在磁环槽内配有磁铁环10。在磁铁环10内置有内隔磁环9，在磁铁环10外套有外隔磁环11。

进一步说，本产品的尺寸为Φ30*35mm。

进一步说，本产品的压电陶瓷片4的所能产生的振动频率在1至20KHz之间。

有益的技术效果

本产品可吸附在需要检测的瓷支柱绝缘子的法兰上，作为瓷支柱绝缘子定向振动的激振源，且该激振源频宽、纵向、聚能、线性；

本产品的振动机构是通过压电陶瓷片组以及利用压电陶瓷片组的压电效应实现的：一则，使产品的总体积控制在Φ30*35mm以内。二则，本产品能够针对瓷支柱绝缘子的结构特点与振动形式，利用压电陶瓷片组的压电效应产生出适合的瓷支柱绝缘子激振试验的宽频、纵向、聚能激发式压电振动，其震动频率在1到20kHZ之间且具有良好的线性度，完全覆盖瓷支柱绝缘子的工作范围；

本产品包含一个强磁铁环，能够吸附在任何铁质材料上。因此，本产品可实现带电拆装，无需螺栓固定，能够吸附在瓷支柱绝缘子的铁制法兰上进行激振。因此，本产品可广泛应用在变电站内的瓷支柱绝缘子上，做机械状态在线监测系统的激振装置；

本产品的重量小于150g，吸附力大于100N，而150g相当于1.47N，远远小于吸附力100N，因此本产品在使用中不会脱落。另外，本产品工作电压范围为：0至200VAC，功率：15W，工作频率：1至20KHz，谐振频率：30KHz，振动形式为纵向聚能输出，符合检测的性能要求，在设备的体积和所能实现的功能上均符合市场需求，能够适用的范围广。

综上所述，本吸附式压电激励振子具有体积小、重量轻、定向性好、转换效率高、振幅平稳、频带响应宽、使用寿命长、拆装方便等特点，集聚诸多优点于一身，填补了国内外空白，必将受到科研院所、高科技企业和大中专院校的青睐。

附图说明

图1为本产品的立体示意图。

图2为图1的仰视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本产品的组装示意图。

图中的序号为：接线端子1、重锤2、紧固螺栓3、压电陶瓷片4、不锈钢罐体5、聚能针6、橡胶套7、底座8、内隔磁环9、磁铁环10、外隔磁环11、光杆段31。

具体的实施方式

现结合附图详细说明本发明的结构特点。

参见图1，吸附式压电激励振子，包括接线端子1、重锤2、紧固螺杆3、三片以上的环状的压电陶瓷片4、不锈钢罐体5、聚能针6、橡胶套7、底座8、内隔磁环9、磁铁环10和外隔磁环11。

参见图3，重锤2为圆柱状，在重锤2轴向的一端设有内凹的圆形槽，与圆形槽对应的重锤2的外圆柱面设有外螺纹。重锤2的圆形槽的轴向中央开有螺纹孔，在重锤2的一侧径向开设有贯通螺纹孔的接线孔。接线端子1安装在重锤2的接线孔内，紧固螺杆3的一端和重锤2的螺纹孔连接。重锤2在本产品工作时起到配重作用。

参见图3，所述紧固螺杆3的中部为光杆31，光杆31的直径大于紧固螺杆3两端的直径。光杆31上套有三片以上的环状的压电陶瓷片4。聚能针6为圆锥体状，聚能针6的大直径端连接着紧固螺杆3的另一端。

通过紧固螺杆3将重锤2、三片以上的环状的压电陶瓷片4及聚能针6固定在一起，且重锤2的圆形槽、聚能针6的大直径端分别与相邻的压电陶瓷片4相接。与聚能针6大直径端相邻的压电陶瓷片4与接线端子1通过导线连通。

参见图3，在聚能针6的小直径端上套有一个橡胶套7。所述橡胶套7呈二级台阶状的圆柱体。所述不锈钢罐体5为两端均设有内螺纹的圆管，不锈钢罐体5的轴向一端和重锤2的外螺纹连接。在橡胶套7的台阶上套设有圆环状的底座8，橡胶套7位于底座8的内侧，且橡胶套7的小直径端面和底座8的外端面在同一平面内。底座8的外端面上开设有一道磁环槽，详见图1及图4。

参见图3，在朝向重锤2的底座8的一端为外螺纹管，通过螺纹和不锈钢罐体5的轴向另一端连接，从而使底座8的内端面抵在橡胶套7的一级台阶端面上，使得橡胶套7被固定在聚能针6上。

参见图3，在磁环槽内配有磁铁环10。在磁铁环10内置有内隔磁环9，在磁铁环10外套有外隔磁环11，详见图4。

进一步说，在光杆31上套有10片外径Φ20mm、内径Φ10mm、厚度1mm且材料牌号为P45的压电陶瓷片4。压电陶瓷片4朝向重锤2的侧面为压电陶瓷片4的负极面，压电陶瓷片4朝向聚能针6的侧面为压电陶瓷片4的正极面。通过重锤2的壳体将与重锤2相接触的压电陶瓷片4的负极面同接线端子1的负极接口相连接。通过引线将与聚能针6相接触的压电陶瓷片4的正极面与接线端子1的正极接口相连接。压电陶瓷片4的外壁均不与不锈钢罐体5的内壁接触。

进一步说，内隔磁环9和外隔磁环11的材质均为铝。内隔磁环9和外隔磁环11可共同防止磁铁环10磁短路。

进一步说，紧固螺杆3的两端的尺寸均为M6*1mm。

优选的方案是，在底座8的外侧面覆盖有一个圆环形的缓冲垫，缓冲垫的外侧面与聚能针6的尖端相平齐。

进一步说，接线端子1的外螺扣为接线端子1的负极接口，接线端子1的芯为接线端子1的正极接口。

使用时，只需将本产品吸附在被测绝缘子的底法兰上或其它铁磁试品上，再将电信号由接线端子1引入即可，其中，接线端子1的芯与电信号的正极相连接，接线端子1的外螺扣与电信号的负极相连接，由压电陶瓷组4将电信号转换为相应的振动信号并推动聚能针6输出振动。

本产品的尺寸为Φ30*35mm，且通过压电陶瓷片4及聚能针6能产生并输出振动频率在1至20KHz之间的振动，同时满足安装尺寸与工作频段的双重要求。

Claims (6)

1.吸附式压电激励振子，其特征在于，包括接线端子（1）、重锤（2）、紧固螺杆（3）、三片以上的环状的压电陶瓷片（4）、不锈钢罐体（5）、聚能针（6）、橡胶套（7）、底座（8）、内隔磁环（9）、磁铁环（10）和外隔磁环（11）；重锤（2）为圆柱状，在重锤（2）轴向的一端设有内凹的圆形槽，与圆形槽对应的重锤（2）的外圆柱面设有外螺纹；所述圆形槽的轴向中央开有螺纹孔，在重锤（2）的一侧径向开设有贯通螺纹孔的接线孔；接线端子（1）安装在重锤（2）的接线孔内，紧固螺杆（3）的一端和重锤（2）的螺纹孔连接；所述紧固螺杆（3）的中部为光杆（31），光杆（31）的直径大于紧固螺杆（3）两端的直径；光杆（31）上套有三片以上的环状的压电陶瓷片（4）；聚能针（6）为圆锥体状，聚能针（6）的大直径端与紧固螺杆（3）的另一端连接；通过紧固螺杆（3）将重锤（2）、三片以上的环状的压电陶瓷片（4）及聚能针（6）固定在一起，重锤（2）的圆形槽、聚能针（6）的大直径端分别与相邻的压电陶瓷片（4）相接；与聚能针（6）大直径端相邻的压电陶瓷片（4）与接线端子（1）通过导线连通；在聚能针（6）的小直径端上套有一个橡胶套（7）；所述橡胶套（7）呈二级台阶状的圆柱体；所述不锈钢罐体（5）为两端均设有内螺纹的圆管，不锈钢罐体（5）的轴向一端和重锤（2）的外螺纹连接；在橡胶套（7）的台阶上套设有圆环状的底座（8），橡胶套（7）位于底座（8）的内侧，且橡胶套（7）的小直径端面和底座（8）的外端面在同一平面内；在底座（8）的外端面上开设有一道磁环槽；在朝向重锤（2）的底座（8）的一端为外螺纹管，通过螺纹和不锈钢罐体（5）的轴向另一端连接，从而使底座（8）的内端面抵在橡胶套（7）的一级台阶端面上，使得橡胶套（7）被固定在聚能针（6）上；在磁环槽内配有磁铁环（10）；在磁铁环（10）内置有内隔磁环（9），在磁铁环（10）外套有外隔磁环（11）。

2.如权利要求1所述的吸附式压电激励振子，其特征在于，在光杆（31）上套有10片外径Φ20mm、内径Φ10mm、厚度1mm且材料牌号为P45的压电陶瓷片（4）；压电陶瓷片（4）朝向重锤（2）的圆形侧面为压电陶瓷片（4）的负极面，压电陶瓷片（4）朝向聚能针（6）的圆形侧面为压电陶瓷片（4）的正极面；通过重锤（2）的壳体将与重锤（2）相接触的压电陶瓷片（4）的负极面同接线端子（1）的负极接口相连接；通过引线将与聚能针（6）相接触的压电陶瓷片（4）的正极面与接线端子（1）的正极接口相连接；压电陶瓷片（4）的外壁均不与不锈钢罐体（5）的内壁接触。

3.如权利要求1所述的吸附式压电激励振子，其特征在于，内隔磁环（9）和外隔磁环（11）的材质均为铝。

4.如权利要求1所述的吸附式压电激励振子，其特征在于，紧固螺杆（3）两端的尺寸均为M6*1mm。

5.如权利要求1所述的吸附式压电激励振子，其特征在于，在底座（8）的外侧面上覆盖有一个圆环形的缓冲垫，缓冲垫的外侧面与聚能针（6）的尖端相平齐。

6.如权利要求1所述的吸附式压电激励振子，其特征在于，接线端子（1）的外螺扣为接线端子（1）的负极接口，接线端子（1）的芯为接线端子（1）的正极接口。