CN106123764A - 一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，包括底座、螺旋测微头、“T”型结构、锁紧螺栓、横杆、丝杠、固定支架、电涡流传感器探头、延长电缆、圆形弹性体垫片、圆形金属垫片；螺旋测微头和电涡流位移传感器的位置可以实现轴向和纵向调节。在液压管有压力情况下，直径会发生细微的变化，压缩弹性体垫片，从而改变金属垫片与涡流位移传感器探头之间的距离，探测信号通过延长电缆输送到数字信号处理器和采集仪，最后至计算机进行数据保存。本系统不仅可以检测液压管压力变化，还可用于检测轴的振动情况和检测两轴同轴度等方面。本发明设计的检测系统，安装简便，在保证高精度的基础上，具有方便、快捷、拆卸方便等特点。

Description

一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统
技术领域
本发明涉及微检测领域，具体是一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统。
背景技术
随着现代科技的发展，所生产的产品精度越来越高，可以为系统地运转提供可靠的保障。之前可以手动直接测量的误差，已经几乎不存在，现有的一些检测装置价格昂贵，且检测条件苛刻。电涡流位移传感器具体精度高、分辨率高的特点，而且不受检测条件的限制，在高温、低温、液体环境中均可使用，所以一直受到人们的广泛运用。但是对于其安装和调节一直是困扰大家的问题，其位置需要根据检测物体和环境来进行调节，所以就需要快速精准的将其调整到最佳检测位置，并需要后面一系列的数据处理。现有的检测系统功能单一，有局限性，所以这方面问题有待改善。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种基于电涡流位移传感器的压力检测系统，这是一种方便、节约的检测系统。其特点为可调、高精度，这样就可以保证检测的精确性和实用性。
本发明采用的技术方案为：一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，该系统包括底座、螺旋测微头、“T”型结构、锁紧螺栓、横杆、丝杠、固定支架、电涡流传感器探头、延长电缆、圆形弹性体垫片、圆形金属垫片、数字信号转换器、采集仪、计算机；其特征在于：
所述底座为带有两立板和一顶板的框架结构，两立板的下部外侧分别延伸出一段底板，靠近立板的底板上均设有一柱形套筒，柱形套筒内加工有套筒螺纹孔，通过锁紧螺栓将“T”型结构的下部分固定在柱形套筒内，两立板的中段加工有底座长孔；两立板在靠近顶板的位置上均设置有一个容纳横杆穿过的圆通孔，圆通孔周边安装有垫圈，用于将横杆水平固定安装在底座中；所述横杆上刻有刻度。
所述螺旋测微头数量为两个，分别安装在两个“T”型结构的与其直径相对应的圆柱通孔中，并通过安装在“T”型结构顶部的螺纹孔内的锁紧螺栓来固定；螺旋测微头的前端位于底座的底座长孔内，并可在该孔内水平或上下移动。
所述“T”型结构，数量为两个，由两部分组成，上部分为侧面加工有圆柱通孔和顶部开有螺纹孔的柱状；下部分为一空心圆柱体，其上标有刻度，可以纵向调节高度。
所述固定支架加工有支架长孔，支架长孔的边缘刻有刻度，可以精确调节电涡流位移传感器探头的纵向位置，支架长孔的宽度稍小于电涡流位移传感器探头所附螺母的直径，用于安装电涡流传感器传感器头；两个固定支架通过其上部的圆孔分别设置在横杆的位于底座内侧部分的两端；固定支架的支架长孔与圆孔之间的位置上设置有小孔，丝杠的两端安装在两个小孔上，并在小孔的两侧安装有与丝杠尺寸相配合的螺母；固定支架可以在横杆上左右移动，确定好位置后，锁紧丝杠两侧螺母，将固定支架定位。
电涡流传感器探头部分由两个螺母和带螺纹的空心圆柱组成，将带螺纹的空心圆柱置于在固定支架的支架长孔内，调整好位置后，由螺母从其两侧锁紧。
所述圆形弹性体垫片粘在螺旋测微头前端，两者圆心重合；所述圆形金属垫片粘在圆形弹性体垫片的外侧面上，两者圆心重合。
所述电涡流传感器探头的中心线和螺旋测微头的中心线在一条水平线上。
所述延长电缆一端与电涡流位移传感器探头相连，另一端与数字信号转换器转换器相连，数字信号转换器转换器接入到采集仪上，采集仪与计算机相连。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：本发明设计的检测系统，通过螺旋测微头，可以精确地控制进给量，进而控制前端金属垫片和弹性体垫片的位置，还可以通过调节“T”型结构的高度，进而调节螺旋测微头的高度。电涡流位移传感器探头通过其周边的部件的配合调节，可以精准的控制其位置，给准确测试提供了基础。电涡流传感器采用的是KAMAN-KD2306，是KD2300的更新产品，它采用轨导DIN式结构，具备卓越的分辨率和速度性能(0.1um分辨率，50kHz高响应)，能满足各种实际需求。而且还可以选择延长电缆、温度补偿等特殊需求，头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。本发明设计的监测系统，安装简便，在保证高精度的基础上，具有方便、快捷、拆卸方便等特点。
附图说明
图1是本发明一种实施例的局部结构示意图；
图2是本发明一种实施例的整体装配示意图；
图3是本发明一种实施例的底座结构示意图；
图4是本发明一种实施例的“T”型结构示意图；
图5是本发明一种实施例的固定支架结构示意图；
图6是本发明一种实施例的丝杠和电涡流位移传感器探头安装示意图；
图7是本发明一种实施例的圆形金属垫片和圆形弹性体垫片安装示意图；
图8是本发明一种实施例的螺旋测微头安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施进行详细说明。
本发明设计的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统(简称检测系统，参见图1-8)，该系统包括底座1、螺旋测微头2、“T”型结构3、锁紧螺栓4、横杆5、丝杠6、固定支架7、电涡流传感器探头8、延长电缆9、圆形弹性体垫片10、圆形金属垫片11、数字信号转换器12、采集仪13、计算机14。
所述底座1为带有两立板和一顶板的框架结构，两立板的下部外侧分别延伸出一段底板，靠近立板的底板上均设有一柱形套筒1.1，柱形套筒1.1内加工有套筒螺纹孔1.2，通过锁紧螺栓4将“T”型结构3的下部分固定在柱形套筒1.1内，两立板的中段加工有底座长孔1.3；两立板在靠近顶板的位置上均设置有一个容纳横杆5穿过的圆通孔1.4，圆通孔1.4周边安装有垫圈1.5，用于将横杆5水平固定安装在底座1中。所述横杆5上刻有刻度。
所述螺旋测微头2采用量程为25mm或者15mm，数量为两个，分别安装在两个“T”型结构3的与其直径相对应的圆柱通孔3.1中，并通过安装在“T”型结构3顶部的螺纹孔3.2内的锁紧螺栓4来固定；螺旋测微头2的前端位于底座1的底座长孔1.3内，并可在该孔内进行水平或上下移动。
所述“T”型结构3(参见图4)，数量为两个，由两部分组成，上部分为侧面加工有圆柱通孔3.1和顶部开有螺纹孔3.2的柱状；下部分为一空心圆柱体3.3，其上标有刻度，可以纵向调节高度。
所述固定支架7(参见图5)加工有支架长孔7.1，支架长孔7.1的边缘刻有刻度，可以精确调节电涡流位移传感器探头8的纵向位置，支架长孔7.1的宽度稍小于电涡流位移传感器探头8所附螺母8.1的直径，用于安装电涡流传感器传感器头8。两个固定支架7通过其上部的圆孔7.2分别设置在横杆5的位于底座1内侧部分的两端。固定支架7的支架长孔7.1与圆孔7.2之间的位置上设置有小孔7.3，丝杠6的两端安装在两个小孔7.3上，并在小孔7.3的两侧安装有与丝杠6尺寸相配合的螺母6.1。固定支架7可以在横杆5上左右移动，确定好位置后，锁紧丝杠6两侧螺母6.1，将固定支架7定位。
所述电涡流传感器探头8部分由两个螺母8.1和带螺纹的空心圆柱8.2组成，将带螺纹的空心圆柱8.2置于在固定支架7的支架长孔7.1内，调整好位置后，由螺母8.1从其两侧锁紧。
所述圆形弹性体垫片10粘在螺旋测微头2前端(以朝向底座1内部中心处为前)，两者圆心重合；所述圆形金属垫片11粘在圆形弹性体垫片10的外侧面上，两者圆心重合(参见图7)。
所述电涡流传感器探头8的中心线和螺旋测微头2的中心线在一条水平线上,两者为高度相同的两条平行线。
所述延长电缆9一端与电涡流位移传感器探头8相连，另一端与数字信号转换器转换器12相连，数字信号转换器转换器12接入到采集仪13上，采集仪13与计算机14相连。延长电缆9用于输出电涡流位移传感器探头8的探测信号，并通过数字信号转换器转换器12输出电压信号或者电流信号(参见图2)。
所述电涡流传感器选用KAMAN-2306电涡流位移传感器，是KD2300的更新产品，它采用轨导DIN式结构，具备卓越的分辨率和速度性能(0.1um分辨率，50kHz高响应)，能满足各种实际需求。而且还可以选择延长电缆、温度补偿等特殊需求，头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。
进一步地，电涡流位移传感器探头8与圆形金属垫片11之间的距离由圆形弹性体垫片10的变化量来控制，且圆形弹性体垫片10的刚度K1要远小于圆形金属垫片11的刚度K2，即K1<<K2，且圆形弹性体垫片10的厚度h1要远大于圆形金属垫片11的厚度h2，即h1<<h2，圆形弹性体垫片10的直径d1要大于圆形金属垫片11的直径d2，即d1＜＜d2。
在压力为零时，圆形弹性体垫片10的厚度不发生变化，随着压力的增加，圆形弹性体垫片10被压缩，进而电涡流位移传感器探头8与圆形金属垫片11的距离增加。当压力回复为零，圆形弹性体垫片10也恢复到原始状态。
螺旋测微头2可以根据实际实验要求来选定，在安装时，先用锁紧螺栓4将螺旋测微头2和“T”型结构3固定，在将安装完好的“T”型结构3的下部分安装在底座1的圆柱套筒1.1中，根据实际情况调整好位移后，用锁紧螺栓4固定(参见图8)。
本发明提供的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，主要检测液压管的压力变化。在系统的两侧均安装了螺旋测微头，可以精确地控制进给量，进而控制前端金属垫片和弹性体垫片的位置，还可以通过调节“T”型结构的高度，进而调节螺旋测微头的高度。螺旋测微头和电涡流位移传感器的位置可以实现轴向和纵向调节，以得到最佳的检测效果。
在安装电涡流位移传感器探头8时，先将固定支架7安装在与其尺寸相匹配的丝杠6上，将螺母6.1合理拧在丝杆6上，并将电涡流位移传感器探头8固定在固定支架7的支架长孔7.1位置，调整好位置，锁紧固定。其余部分根据实际情况，自行安装(参见图6)。
圆形弹性体垫片10的应该有很好的弹性和恢复力，所以选用弹性很好的橡胶；圆形金属垫片11应不易变形，所以选用铝片。固定支架7选用亚克力材质，避免金属对电涡流位移传感器探头8的测量产生影响。
本检测系统不限于以上内容，去掉螺旋测微头前端的圆形金属垫片，可测轴的振动，亦可测两轴的同轴度，在实验室过程中如果需要两轴对接，但是又不能用一轴，当两边的轴装动起来时候，分别测得两边的位移量A和B，我们将A和B做对比之后便可知道两轴安装是否在同一轴上。从而对两个轴进行校准和检测，检验了同轴度。
本发明一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统的工作原理和过程如下：将电涡流位移传感器探头和螺旋测微头安装后，根据所测物体的实际尺寸和位置，来进行调节，直到达到最佳位置为止，保证被测物体始终与螺旋测微头前端的圆形金属垫片接触，随着压力的增加，弹性体会被压缩，电涡流位移传感器探头与圆形金属垫片的距离发生变化，进而探头部分会产生探测信号，延长电缆将信号输送到数字信号处理器，转换成电压或者电流信号，发送给连接采集仪和计算机，进行数据保存。本系统的可调性高、稳定性高，可以很好的保证准确性，并可以进行其他检测。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (10)

1.一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，该系统包括底座、螺旋测微头、“T”型结构、锁紧螺栓、横杆、丝杠、固定支架、电涡流传感器探头、延长电缆、圆形弹性体垫片、圆形金属垫片、数字信号转换器、采集仪、计算机；其特征在于：
所述底座为带有两立板和一顶板的框架结构，两立板的下部外侧分别延伸出一段底板，靠近立板的底板上均设有一柱形套筒，柱形套筒内加工有套筒螺纹孔，通过锁紧螺栓将“T”型结构的下部分固定在柱形套筒内，两立板的中段加工有底座长孔；两立板在靠近顶板的位置上均设置有一个容纳横杆穿过的圆通孔，圆通孔周边安装有垫圈，用于将横杆水平固定安装在底座中；所述横杆上刻有刻度；
所述螺旋测微头数量为两个，分别安装在两个“T”型结构的与其直径相对应的圆柱通孔中，并通过安装在“T”型结构顶部的螺纹孔内的锁紧螺栓来固定；螺旋测微头的前端位于底座的底座长孔内，并可在该孔内水平或上下移动；
所述“T”型结构，数量为两个，由两部分组成，上部分为侧面加工有圆柱通孔和顶部开有螺纹孔的柱状；下部分为一空心圆柱体，其上标有刻度，可以纵向调节高度；
所述固定支架加工有支架长孔，支架长孔的边缘刻有刻度，可以精确调节电涡流位移传感器探头的纵向位置，支架长孔的宽度稍小于电涡流位移传感器探头所附螺母的直径，用于安装电涡流传感器传感器头；两个固定支架通过其上部的圆孔分别设置在横杆的位于底座内侧部分的两端；固定支架的支架长孔与圆孔之间的位置上设置有小孔，丝杠的两端安装在两个小孔上，并在小孔的两侧安装有与丝杠尺寸相配合的螺母；固定支架可以在横杆上左右移动，确定好位置后，锁紧丝杠两侧螺母，将固定支架定位；
电涡流传感器探头部分由两个螺母和带螺纹的空心圆柱组成，将带螺纹的空心圆柱置于在固定支架的支架长孔内，调整好位置后，由螺母从其两侧锁紧；
所述圆形弹性体垫片粘在螺旋测微头前端，两者圆心重合；所述圆形金属垫片粘在圆形弹性体垫片的外侧面上，两者圆心重合；
所述电涡流传感器探头的中心线和螺旋测微头的中心线在一条水平线上；
所述延长电缆一端与电涡流位移传感器探头相连，另一端与数字信号转换器转换器相连，数字信号转换器转换器接入到采集仪上，采集仪与计算机相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：所述螺旋测微头采用的量程为25mm或者15mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：所述电涡流传感器选用KAMAN-2306电涡流位移传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：圆形弹性体垫片的刚度要小于圆形金属垫片的刚度，圆形弹性体垫片的厚度要大于圆形金属垫片的厚度，圆形弹性体垫片的直径要大于圆形金属垫片的直径。
5.根据权利要求1所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：所述圆形弹性体垫片的材质为橡胶。
6.根据权利要求1所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：所述圆形金属垫片选用铝片。
7.根据权利要求1所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：所述固定支架选用亚克力材质。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：该检测系统用于检测液压管的压力变化。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：该检测系统用于测轴的振动。
10.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于电涡流位移传感器的多功能检测系统，其特征在于：该检测系统用于测两轴的同轴度。
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