CN105044165A - 一种周向布置阵列式传感器夹具装置 - Google Patents

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一种周向布置阵列式传感器夹具装置，属于辅助检测领域。其包括多个单元，每个单元包括传动齿条(1)、定位螺杆(2)、左齿轮杆(3)、右齿轮杆(4)和齿轮杆箱(5)；上表面设计u型螺纹的传动齿条(1)，与定位螺杆(2)上的u型螺纹槽进行螺纹配合，定位螺杆(2)穿过齿轮杆箱(5)的开的两个通孔并通过一对六角螺母(6)固定在齿轮杆箱(5)上；相邻两个单元之间通过工字夹块连接在一起。该发明能使传感器各极板与管道紧密接触并牢固固定，且易于装卸；能保证传感器各极板在圆周平面上的共面性，以及极板阵列的分布均匀度(相邻探头间的圆心角相同)；能适用安装于不同直径的圆柱管道。该发明可用于辅助特定ECT传感器电容值的测量，具有通用性，灵活方便。

Description

一种周向布置阵列式传感器夹具装置
技术领域
本发明主要涉及一种周向布置阵列式传感器夹具装置，用于电容层析成像测量，特别针对圆柱状管道内流体、气体的分布、流型等的检测成像，属于检测领域中传感器固定装置。
背景技术
层析成像(Computedtomography)技术是指通过从物体外部检测到的数据重建物体内部(横断面)信息的技术，也叫计算机辅助断层成像技术。层析成像技术创新了探测物体内部结构的检测方式。当应用的检测方式为电容式传感器时就称为电容层析成像。在扫描过程中，阵列式电容层析成像传感器极板需要均匀分布于绝缘管道外壁并与管壁紧密贴合。
在过去的研究中，对于电容层析成像传感器的固定多采用粘合固定、橡胶圈紧固的方法，其局限性在于：
1、一旦粘合固定后就难以取下。
2、不方便保证传感器探头在圆周上的共面性和阵列的均匀分布。
3、传感器极板数量是固定的，无法增减。
发明内容
为弥补传统电容层析成像传感器固定方式的局限性，本发明设计了一种便于拆卸，适用于不同圆柱管径的电容层析传感器装置，其特点在于：
1、能使传感器各极板与管道紧密接触并牢固固定，且易于装卸。
2、能保证传感器各极板在圆周平面上的共面性，以及极板阵列的分布均匀度(相邻探头间的圆心角相同)。
3、能适用安装于不同直径的圆柱管道。
一种周向布置阵列式传感器夹具装置，其特征在于：包括多个单元，每个单元包括传动齿条(1)、定位螺杆(2)、左齿轮杆(3)、右齿轮杆(4)和齿轮杆箱(5)；上表面设计u型螺纹的传动齿条(1)，与定位螺杆(2)上的u型螺纹槽进行螺纹配合，定位螺杆(2)穿过齿轮杆箱(5)的开的两个通孔并通过一对六角螺母(6)固定在齿轮杆箱(5)上；左齿轮杆(3)杆上端带有齿轮且杆上端的上下表面均开有盲孔，用于与传动齿条(1)配合，杆中部与底部开有螺纹通孔；右齿轮杆(4)杆的上端带有齿轮且杆上端的上下表面均开有盲孔，杆中部与底部开有螺纹通孔的右齿轮杆(4)，在下部分为平行的两个杆，在后续装配中能够起到加固作用；齿轮杆箱(5)由上箱盖部分和下箱盖部分两部分组合在一起而成的，其内部为对称的凸起圆柱，和左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)上的盲孔配合使用，用于固定左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)，而且上齿轮杆箱(5)的前后开有不带螺纹的通孔，用于约束定位螺杆(2)的自由度；
相邻两个单元之间通过工字夹块连接在一起；外形“工”字形的工字夹块(9)，上表面两个有半圆凸槽且开有通孔(a)、(b)，用于与左齿轮杆(4)和右齿轮杆(5)、平头螺栓(8)、六角螺母(6)进行同轴配合在固定极板。工字夹块底部螺纹通孔用于与圆头螺钉(7)配合卡紧极板。
进一步，工字夹块(9)底部弧度随管道曲率的不同而不同。
进一步，多个单元为4个、6个或8个。
为了实现上述发明的目的，所述的ECT传感器通用型夹具以如下方式实现：
该装置由9类关键部件组成，分别是传动齿条(1)，定位螺杆(2)，左齿轮杆(3)，右齿轮杆(4)，齿轮杆箱(5)，六角螺母(6)，圆头螺钉(7)，平头螺栓(8)以及工字夹块(9)。其中定位螺杆(2)，六角螺母(6)，圆头螺钉(7)，平头螺栓(8)为标准件，其他部件为自主设计的非标准件。各类零件的详细说明如下：
一、零件介绍：
1.传动齿条(1)：传动齿条(1)上表面设计u型螺纹，如图1.1所示。
2.定位螺杆(2):定位螺杆(2)与传动齿条(1)上的u型螺纹槽进行螺纹配合，并通过上下两端一对六角螺母(6)固定在齿轮杆箱(5)上。如图1.2所示；
3.左齿轮杆(3)：杆的上端带有齿轮且杆上端的上下表面均开有盲孔，用于与传动齿条(1)配合，杆中部与底部开有螺纹通孔。如图1.3所示。
4.右齿轮杆(4)：杆的上端带有齿轮且杆上端的上下表面均开有盲孔，杆中部与底部开有螺纹通孔，为后续装配方便，右齿轮杆(4)在下部分为平行的两个杆，在后续装配中能够起到加固作用。如图1.4所示；
5.齿轮杆箱(5)：用于保护并固定传动齿条(1)，定位螺杆(2)，左齿轮杆(3)，右齿轮杆(4)而设计的。由上下两半组合在一起而成，其内部为对称的凸起圆柱，而且上齿轮杆盖的前后开有不带螺纹的通孔，如图1.6所示。
6.六角螺母(6)：如图1.7所示，为标准件。
7.圆头螺钉(7)：带有圆头的螺钉，如图1.8所示，为标准件。
8.平头螺栓(8)：如图1.9所示，为标准件。
9.工字夹块(9)：外形“工”字形，如图1.10所示，上部开有通孔(a)、(b)用于与左齿轮杆(4)和右齿轮杆(5)、平头螺栓(8)、六角螺母(6)进行同轴配合固定极板而设计的。底部四个螺纹通孔用于与圆头螺钉(7)配合以便更好卡紧极板。工字夹块(9)底部弧度可随管道曲率的不同进行相应设计，以便更好贴合。如图1.11所示。
为方便描述本发明，选择四极板电容层析成像传感器为例进行说明，其他数量极板与之类似。
本设计通过定位螺杆(2)调节传动齿条(1)的上下运动，进而控制左齿轮杆(3)与右齿轮杆(4)的夹角变化，定位螺杆(2)通过上下两端的六角螺母固定在齿轮杆箱(5)上，如图2所示，称为组件①，组件个数由最终决定的传感器极板数量决定，以四极板传感器为例，则相同组件需要四组，分别命名为组件①，组件②，组件③，组件④。组件①中的右齿轮杆(3)下端与组件②中的左齿轮杆(4)下端通过工字夹块(9)上螺纹通孔(a)、(b)同轴固定。最后，圆头螺钉(7)与工字夹块(9)上螺纹通孔配合用于紧固传感器极板，以便更紧地贴合在管壁上。为配合不同曲率管壁，工字夹块(9)底部可设计相应弧度，以便传感器极板更好地贴合管壁。如图10.1,10.2,10.3,10.4所示。
附图说明
图1.1是传动齿条(1)结构图。
图1.2是定位螺杆(2)结构图。
图1.3是左齿轮杆(3)结构图。
图1.4是右齿轮杆(4)结构图。
图1.5是左、右部分分别是齿轮杆箱(5)的上、下箱结构图。
图1.6是齿轮杆箱(5)结构图。
图1.7是六角螺母(6)结构图。
图1.8是圆头螺钉(7)结构图。
图1.9是平头螺栓(8)结构图。
图1.10是工字夹块(9)顶面结构图。
图1.11是工字夹块(9)底面弧度结构图。
图2是组件①图。
图3是步骤1图。
图4是步骤2和步骤3的部分剖面图。
图5是步骤4图。
图6是步骤5图。
图7是步骤6图。
图8是步骤7图。
图9是步骤8图。
图10.1是工字夹块(9)设计弧度1。
图10.2是工字夹块(9)设计弧度2。
图10.3是工字夹块(9)设计弧度3。
图10.4是工字夹块(9)设计弧度4。
具体实施方式
结合说明书附图1对本发明做进一步说明：
步骤1.令传动齿条(1)与定位螺杆(2)配合，并通过齿轮杆箱(5)的上下通孔固定。如图3所示。
步骤2.令左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)与齿轮杆盖(5)的下半部分进行同轴配合，保证左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)是平行的。如图4所示。
步骤3.将传动齿条(1)与左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)进行齿轮啮合配合。如图4所示。
步骤4.重复步骤1-步骤3，做出四个相同的组合体。如图5所示。
步骤5.通过一对六角螺母(6)与传动齿条(1)上的定位螺杆(2)进行螺纹配合后固定左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)之间角度。如图6所示。
步骤6.另外三个组合体的左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)角度要与步骤5中得到的组合体中左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)之间的角度一致。如图7所示。
步骤7.令任意组合体的左齿轮杆(3)和另一组右齿轮杆(4)带螺纹的底通孔以及与工字夹块(9)的螺纹通孔(a)、(b)，平头螺栓(8)，六角螺母(6)进行同轴的配合，以此类推，最终形成一个封闭的夹具装置。如图8所示。
步骤8.令圆头螺钉(7)与工字夹块(9)的螺纹通孔进行螺纹配合，使得极板紧紧贴合在管壁上，如图9所示。

Claims (3)

1.一种周向布置阵列式传感器夹具装置，其特征在于：包括多个单元，每个单元包括传动齿条(1)、定位螺杆(2)、左齿轮杆(3)、右齿轮杆(4)和齿轮杆箱(5)；上表面设计u型螺纹的传动齿条(1)，与定位螺杆(2)上的u型螺纹槽进行螺纹配合，定位螺杆(2)穿过齿轮杆箱(5)的开的两个通孔并通过一对六角螺母(6)固定在齿轮杆箱(5)上；左齿轮杆(3)杆上端带有齿轮且杆上端的上下表面均开有盲孔，用于与传动齿条(1)配合，杆中部与底部开有螺纹通孔；右齿轮杆(4)杆的上端带有齿轮且杆上端的上下表面均开有盲孔，杆中部与底部开有螺纹通孔的右齿轮杆(4)，在下部分为平行的两个杆，在后续装配中能够起到加固作用；齿轮杆箱(5)由上箱盖部分和下箱盖部分两部分组合在一起而成的，其内部为对称的凸起圆柱，和左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)上的盲孔配合使用，用于固定左齿轮杆(3)和右齿轮杆(4)，而且上齿轮杆箱(5)的前后开有不带螺纹的通孔，用于约束定位螺杆(2)的自由度；
相邻两个单元之间通过工字夹块连接在一起；外形“工”字形的工字夹块(9)，上表面两个有开有通孔的半圆凸槽且，用于与左齿轮杆(4)和右齿轮杆(5)、平头螺栓(8)、六角螺母(6)进行同轴配合固定在极板上；工字夹块底部螺纹通孔用于与圆头螺钉(7)配合卡紧极板。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：工字夹块(9)底部弧度随管道曲率的不同而不同。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：多个单元为4个、6个或8个。
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