CN107631715A - 间隙传感器的高低温及振动试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种间隙传感器的高低温及振动试验台，包括安装基准平台、振动测试架组合以及弹性支撑件，振动测试架组合设置于安装基准平台，振动测试架组合包括外框架组合、设置于外框架组合内且沿外框架组合的纵向方向依次设置的间隙传感器固定架和振动电机，振动电机的顶端固定设置于间隙传感器固定架的底端，振动电机的四周还设置有弹簧组件，弹簧组件的一端固定于间隙传感器固定架的底端，另一端固定于外框架组合的底端；弹性支撑件设置于振动测试架组合的底端和安装基准平台之间。

Description

间隙传感器的高低温及振动试验台

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮技术领域，具体而言，涉及一种间隙传感器的高低温及振动试验台。

背景技术

磁浮列车运行时，间隙传感器用于检测磁浮列车与轨道之间的悬浮间隙，是中低速磁浮列车安全运行的保障。间隙传感器在使用过程中，安装在列车的电磁铁上，运行在室外，一年四季全天候工作，工作环境非常恶劣，需要承受各种高低温及振动的考验。为检验间隙传感器能否承受各种高低温及振动的考验，需要设计一种试验台来模拟间隙传感器室外工作状况，考核间隙传感器在各种高低温和振动状态下，能否正常工作。目前还未有该类试验台发明生产出来。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种间隙传感器的高低温及振动试验台，以用于对间隙传感器进行振动检测。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种间隙传感器的高低温及振动试验台，以用于对间隙传感器进行高低温检测。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种间隙传感器的高低温及振动试验台，包括安装基准平台、振动测试架组合以及弹性支撑件，所述振动测试架组合设置于所述安装基准平台，所述振动测试架组合包括外框架组合、设置于所述外框架组合内且沿所述外框架组合的纵向方向依次设置的间隙传感器固定架和振动电机，所述振动电机的顶端固定设置于所述间隙传感器固定架的底端，所述振动电机的四周还设置有弹簧组件，所述弹簧组件的一端固定于所述间隙传感器固定架的底端，另一端固定于所述外框架组合的底端；所述弹性支撑件设置于所述振动测试架组合的底端和所述安装基准平台之间。

根据本发明的一实施方式，其中所述弹簧组件为V型减震弹簧，所述弹簧组件为4组，均匀布置于所述振动电机的外周。

根据本发明的一实施方式，其中所述间隙传感器的高低温及振动试验台还包括加热器，所述加热器的出口面对所述间隙传感器的检测面设置。

根据本发明的一实施方式，其中所述加热器的加热温度大于85℃。

根据本发明的一实施方式，其中所述间隙传感器的高低温及振动试验台还包括制冷器，所述间隙传感器能够置于所述制冷器内。

根据本发明的一实施方式，其中所述制冷器的制冷温度小于零下25℃。

根据本发明的一实施方式，其中所述振动电机的激振力为10kN，所述振动电机的振动频率小于或者等于200HZ。

根据本发明的一实施方式，其中所述弹性支撑件为由橡胶材料制成。

根据本发明的一实施方式，其中所述间隙传感器的高低温及振动试验台还包括操作控制台，所述操作控制台包括操作台、电器控制元件以及数据采集处理元件。

根据本发明的一实施方式，其中所述外框架组合以及/或者间隙传感器固定架由铝合金材料制成。

由上述技术方案可知，本发明的间隙传感器的高低温及振动试验台的优点和积极效果在于：本发明提供的间隙传感器的高低温及振动试验台能够模拟间隙传感器室外工作状况，尤其能够用于检测间隙传感器在各种高低温和振动状态下的工作状况。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种间隙传感器的高低温及振动试验台的主视图。

图2是图1中的间隙传感器的高低温及振动试验台的侧视图。

图3是图1中间隙传感器的高低温及振动试验台的控制采集原理框图。

图4是图1中的间隙传感器的高低温及振动试验台的测试系统主页面。

图5是图1中的间隙传感器的高低温及振动试验台测试系统参数设置画面。

其中，附图标记说明如下：

图中：101、安装基准平台；102、弹性支撑件；103、外框架组合；104、间隙传感器固定架；105、振动电机；106、弹簧组件；107、加热器；108、振动电机安装板；109、传感器安装板。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

根据本发明的一具体实施方式，其中间隙传感器的高低温及振动试验台可以包括柜体，安装基准平台可以固定设置于该柜体上，该柜体可以包括柜体框架和设置于柜体框架之间的遮挡板。根据本发明的一具体实施方式，其中柜体框架可以采用工业铝型材拼接而成，柜体框架的四周面可以设置有耐高温的钢化玻璃及密封条封闭，便于保温、隔音，并且可以在钢化玻璃外表面贴附高透的茶色防爆膜及观察振动状态。间隙传感器的高低温及振动试验台还可以包括枢接于柜体框架上的门体，该门体上可以安装电控锁，以防止在试验过程中门体打开，例如但不限于可以限制门体在测温试验或者振动试验时开门。根据本发明的一具体实施方式，其中门体上可以贴有佩戴耳机提示标志以及安全操作提示，以进一步提高操作安全性。根据本发明的一具体实施方式，其中该间隙传感器的高低温及振动试验台还可以包括降温装置，以在高温试验完成后，能够对间隙传感器进行快速降温，例如但不限于，该降温装置可以为风扇或者其他形式的制冷器，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，其中该降温装置可以设置于柜体框架顶部边框上，或者柜体框架的其他部位，都在本发明的保护范围内。当高温振动考核试验完成后，可开启降温装置，柜体内可以快速降温。柜体框架的下部可以使用铝板封闭，以用于存耳罩、条形扫码器等配件。

根据本发明的一具体实施方式，其中振动电机105可以设置在间隙传感器安装架104的底端，间隙传感器安装架104的顶端可以设置有传感器安装板109，以用于安装间隙传感器。除此，该传感器安装板109上还可以设置有传感器夹持件、标准加速度传感器和标准位移传感器。根据本发明的一具体实施方式，其中间隙传感器安装架的底端可以设置有振动电机安装板，V型减震弹簧的一端可以安装在该振动电机安装板上，另一端可以设置在外框架组合的底端上。

测试时被测间隙传感器通过传感器夹持件可以固定在传感器安装板109上，振动电机105振动时，被测传感器、标准加速度传感器和标准位移传感器可以同时以相同频率和幅度振动，以进行振动测试实验。除此，在进行振动测试实验的同时可以启动加热器107，以给被测传感器进行加热，同步进行高温考核试验。

当做低温考核试验时，在测试前可以先将被测传感器进行低温处理，然后将冷却后的被测传感器安装在传感器安装板109上，再启动振动电机105，考核间隙传感器在低温振动环境下，能否正常工作。也可以对经冷动的低温传感器迅速加热升温并同步振动，考核传感器在温度变化大的状态下，能否正常工作。根据本发明的一具体实施方式，其中该被测传感器的低温处理可以经过低温箱进行冷冻到所需低温。

根据本发明的一具体实施方式，其中振动电机105的激振力可以达到10kN，最高振动频率可以达到200Hz。例如但不限于，可以选用德国原装进口的一种高性能振动电机，该振动电机能满足振动电机在本间隙传感器的高低温及振动试验台内的振动频率和激振力要求。

根据本发明的一具体实施方式，其中间隙传感器的高低温及振动试验台可以包括设置于振动测试架组合底端下方的弹性支撑件102，以及设置于振动电机105的四周的弹簧组件106，即本发明使用了两级减振，以得到更好的减振效果。本发明提供的间隙传感器的高低温及振动试验台的减震效果基本达到99％。根据本发明的一具体实施方式，其中弹性支撑件102可以由橡胶材料制成。根据本发明的一具体实施方式，其中弹性支撑件102可以为减振橡胶座。根据本发明的一具体实施方式，其中弹簧组件106可以为V型减振弹簧，选用瑞士原装进口的一种高性能V型减振弹簧，该种减振弹簧支撑力大，减振效果好，寿命长。

该间隙传感器固定架104经理论计算和实际验证，理论计算的结果和实际工作状态检测结果，可以说是一致，能满足间隙传感器考核时所需振动频率和振动加速要求。根据本发明的一具体实施方式，其中振动电机105在最高频率工作时，振动最大加速度达到34g，最大振幅仅为0.42毫米。

加热器107可以选用瑞士进口的大功率的工业热风枪，以在进行高低温考核时，能够将被冷冻到-25℃的被测传感器快速加热到+85℃，而且可以避免对振动电机105、标准传感器等加热，能给被测间隙传感器定向加热，同时加热效率高，能满足快速升温要求。

根据本发明的一具体实施方式，其中间隙传感器固定架104还可以包括传感器安装板109，该传感器安装板109可以与间隙传感器固定架104的顶端平行。

操作台控制台可以包括操作台、电器控制元件以及数据采集处理元件构成，电器控制元件及数据采集处理元件可以安装在操作台柜内及操作台面上。

电器控制元件可以包括滤波器、变频器、断路器、接触器、继电器、各种开关、按钮、指示灯等组成，变频器通过变频来控制振动电机的振动频率。为保证振动电机稳定工作，本发明提供的间隙传感器的高低温及振动试验台选用了进口伦茨变频器。

数据采集处理元件可以包括研华工业平板电脑、间隙传感器专用采集模块、研华高速采集模块、标准位移传感器、标准加速度传感器、温度传感器、条形扫码器。研华高速采集模块有8路信号采集输入，两路模拟量输出，还带有8路数字量输入和8路数字量输出。8路高速信号采集输入完成对标准位移传感器、标准加速度传感器、温度传感器三路模拟量数据采集。两路模拟量中一路输出给变频器，控制变频器的变频，从而控制激振器在0-200Hz之间任意振动；另一路输出给加热风枪，控制加热风枪的加热功率能随时按需变大、变小。

间隙传感器的高低温及振动试验台的上位机可以选用性能优越的研华工业平板电脑。被测间隙传感器的信号采集可以通过专用采集模块实现的，上位机与采集模块通过USB通讯，实现上位机数据采集、保存、分析等功能。标准加速度传感器、标准位移传感器数据采集是通过研华采集卡实现的。

测试软件采用的是基于Windows操作系统下的专业工业测控开发环境进行开发的，专业性强、执行效率高、可靠性高。测试软件具有参数设置、历史数据回放、用户管理等功能。软件开始运行时，首先会出现用户登录画面，只有授权的用户才能登录。完成登录后，进入主画面。

安装好被测间隙传感器并关上门后，点击主画面菜单“参数设置”选项，进入测试项目参数设置，包括振动频率、振动时长、是否加热和预加热、循环测试次数等参数。设置完测试项目参数后，点击“开始测试”按钮，试验台开始自动测试，测试完成后会显示“合格”或者“不合格”结果，并且在相应的路径形成报表。点击“退出程序”按钮退出程序。

本发明提供的间隙传感器的高低温及振动试验台的优点和有益效果在于：

1)本发明设计的柜体框架可以由铝型材拼接而成，例如但不限于由铝合金材料制成，柜体框架的制造安装快，重量轻，外观美观。柜体框架上部用耐高温钢化玻璃(外贴防爆膜)及密封条密封，能很好的隔音、隔热、防爆；同时柜体框架上安装电控锁，防止在试验过程中误开门，能保护操作者安全；柜体框架顶部装有降温装置，可以在高温试验完成后，快速降温。

2)本发明设计的间隙传感器的高低温及振动试验台包括弹簧组件和弹性支撑件，通过使用两级隔振，提高隔振效果。

3)本发明设计的间隙传感器的高低温及振动试验台使用了机械系统的材料均选用了铝板，环境温度变化大但铝板变形小，同时铝板轻，便于振动电机带动起振。

4)本发明设计的间隙传感器的高低温及振动试验台结构完全对称，外形美观，重心基本在间隙传感器的高低温及振动试验台中心，能与振动电机振动中心重合。并为了方便微调间隙传感器的高低温及振动试验台与振动电机振动中心的重合，传感器安装板使用腰型槽与间隙传感器固定架的侧框连接。

5)本发明中使用的加热器可以为加热风枪，完全满足了间隙传感器的高低温及振动试验台加热要求。

6)本发明电器控制系统中，使用了一台进口的变频器，从实际应用结果看，该变频器很好完成对振动电机的变频控制。

7)本发明数据采集系统使用了一套采集模块，例如但不限于研华高速采集模块，从实际应用结果看，该模块的数据采集通道满足了间隙传感器的高低温及振动试验台的高速数据采集需求；该模块的两路模拟量输出通道，满足了对变频器的变频控制和对加热风枪加热功率大小的控制；该模块的开关量输入输出通道，满足了间隙传感器的高低温及振动试验台开关量信号输入和自动控制需求。

8)本发明的上位机测试软件是基于Windows操作系统下的专业工业测控开发环境下开发的测试软件。该测试软件功能齐全，操作方面，能完全满足间隙传感器的高低温及振动试验台各种自动控制需求，同时能很好的完成数据采集、处理、保存、回放等功能，能同步自动生成检测报告。

9)本发明公开了间隙传感器的高低温及振动试验台的数据采集控制方案，并由此衍生出的变化方案均是本发明的保护点。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (10)

1.一种间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，包括：

振动测试架组合，包括外框架组合、设置于所述外框架组合内且沿所述外框架组合的纵向方向依次设置的间隙传感器固定架和振动电机，所述振动电机的顶端固定设置于所述间隙传感器固定架的底端，所述振动电机的四周设置有弹簧组件，所述弹簧组件的一端固定于所述间隙传感器固定架的底端，另一端固定于所述外框架组合的底端；

安装基准平台，所述振动测试架组合设置于所述安装基准平台；

弹性支撑件，设置于所述振动测试架组合的底端和所述安装基准平台之间。

2.如权利要求1所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述弹簧组件为V型减震弹簧，所述弹簧组件为4组，均匀布置于所述振动电机的外周。

3.如权利要求1所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述间隙传感器的高低温及振动试验台还包括加热器，所述加热器的出口面对所述间隙传感器的检测面设置。

4.如权利要求3所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述加热器的加热温度大于85℃。

5.如权利要求1所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述间隙传感器的高低温及振动试验台还包括制冷器，所述间隙传感器能够置于所述制冷器内。

6.如权利要求5所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述制冷器的制冷温度小于零下25℃。

7.如权利要求1所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述振动电机的激振力为10kN，所述振动电机的振动频率小于或者等于200HZ。

8.如权利要求1所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述弹性支撑件为由橡胶材料制成。

9.如权利要求1至8中任一项所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述间隙传感器的高低温及振动试验台还包括操作控制台，所述操作控制台包括操作台、电器控制元件以及数据采集处理元件。

10.如权利要求1至8中任一项所述的间隙传感器的高低温及振动试验台，其特征在于，所述外框架组合以及/或者间隙传感器固定架由铝合金材料制成。