CN109374161A - 一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，包括超导磁体拉杆顶杆、调节螺母、锥面垫圈、球面垫圈、拉力传感器、套筒和拉力变送器，所述套筒为中空圆柱形结构，且所述套筒中部上方纵向设置圆柱形的超导磁体拉杆顶杆，所述超导磁体拉杆顶杆上方套设有调节螺母，且所述调节螺母与所述超导磁体拉杆顶杆通过螺纹连接，超导磁体拉杆顶杆下部与磁体拉杆连接的方式来传递磁体拉杆拉力，所述调节螺母下方设置有球面垫圈。本发明的有益效果是：本拉力采集装置可以精确测量超导磁体拉杆在各种工况下的拉力，并保证本装置可以方便安装、拆卸和更换，且本装置操作方便，牢固耐用，具有良好的社会效益，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉力采集装置，具体为一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，属于拉力采集装置应用技术领域。
背景技术
超导磁体技术是利用超导体的零电阻特性绕制磁体，与常规磁体相比在运行过程中几乎不消耗能量。在超导磁体系统中，为了保证超导磁体的正常运行和运输，一般使用某种装置固定住超导磁体内部各个部件，在系统正常工作时悬挂承重超导磁体自重，在运输过程、磁体工作、甚至发生故障的过程中承受不同方向的动载荷，保证超导磁体系统的稳定性和安全性，这一类装置均称为超导磁体拉杆。一般为了保证超导磁体均匀受力，上下需要均匀放置多根拉杆，而某些超导磁体为了进一步保证超导磁体稳定性，在侧面也布置了拉杆。
为了避免拉杆载重分配失衡造成某根拉杆受力过大，需要知道拉杆的具体受力值。而磁体拉杆和超导磁体需要集成在一起，因此测量拉杆拉力的传感器需要放置在超导磁体上作为结构件承受重量，现有的用于超导磁体拉杆的拉力采集装置不可以测量超导磁体拉杆在各种工况下的拉力，且测量不够精确，精度低，且现有的用于超导磁体拉杆的拉力采集装置不便于安装、拆卸和更换。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有的用于超导磁体拉杆的拉力采集装置不可以测量超导磁体拉杆在各种工况下的拉力，且测量不够精确，精度低，且现有的用于超导磁体拉杆的拉力采集装置不便于安装、拆卸和更换的问题，而提出一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，包括超导磁体拉杆顶杆、调节螺母、锥面垫圈、球面垫圈、拉力传感器、套筒和拉力变送器，所述套筒为中空圆柱形结构，且所述套筒中部上方纵向设置圆柱形的超导磁体拉杆顶杆，所述超导磁体拉杆顶杆上方套设有调节螺母，且所述调节螺母与所述超导磁体拉杆顶杆通过螺纹连接，超导磁体拉杆顶杆下部与磁体拉杆连接的方式来传递磁体拉杆拉力，所述调节螺母下方设置有球面垫圈，且所述球面垫圈底部贴合设置有锥面垫圈，且所述锥面垫圈下方设置有拉力传感器；
其中，所述球面垫圈底部与所述锥面垫圈的上端面呈焊接固定，且球面垫圈底部与所述锥面垫圈的上端面的面积大小相匹配，保证装置安装过程中自动调整位置。
本发明的进一步技术改进方案在于：所述调节螺母为细牙螺纹螺母，且所述调节螺母侧壁设置有角度刻度盘，调节螺母底部加宽加厚增大接触面积，保证调节螺母在被旋转调节时使用更加顺手，调节更加顺滑、平稳。
本发明的进一步技术改进方案在于：所述超导磁体拉杆顶杆与球面垫圈、锥面垫圈和拉力传感器均呈垂直贯穿设置，且球面垫圈、锥面垫圈、拉力传感器和套筒中部均设置有与超导磁体拉杆顶杆相匹配的中心孔，通过中心孔对超导磁体拉杆顶杆套接，保证该装置各部件的工作位置更加精准、适宜，且该装置的工作精度更高。
本发明的进一步技术改进方案在于：所述拉力传感器为辐轮式称重传感器，且所述拉力传感器上下两端均设置有凸起的圆环，圆环用来感受转化磁体拉杆拉力，所述套筒顶部中间设置有与拉力传感器相匹配的安装定位槽，通过安装定位槽对拉力传感器卡紧，保证拉力传感器使用时更加稳固牢靠，通过安装定位槽提供拉力传感器在径向和周向的限位。
本发明的进一步技术改进方案在于：所述球面垫圈边缘处为圆弧形结构，且锥面垫圈为圆锥形结构，保证球面垫圈和锥面垫圈保证拉力传感器的可靠安装和轴向受力均匀。
本发明的进一步技术改进方案在于：所述套筒顶部两端均设置有中空的通孔，通孔对磁体拉杆顶杆位置测量提供基准，且所述套筒底部中心处设置有凹槽，凹槽供磁体吊装使用。
本发明的进一步技术改进方案在于：所述拉力传感器与拉力变送器相配合，且拉力传感器与拉力变送器、交换机、工控机、拉力传感器电源、拉力传感器应变片和拉力传感器电压表均呈电性连接，保证该装置能够正常采集超导磁体拉杆的拉力。
该装置的安装方法具体包括以下步骤：
步骤一：焊接固定套筒，组装安放拉力传感器在套筒上，依次安装锥面垫圈和球面垫圈，安装调节螺母；
步骤二：连接拉力传感器和拉力变送器，设定传感器量程、单位，对传感器零点标定，测量标准砝码重量检验标定；
步骤三：连接拉力变送器、交换机和工控机，对拉力变送器进行通讯测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本拉力采集装置可以通过传感器内部的应变电桥精确测量超导磁体拉杆在各种工况下的拉力，而多部件分离装配式的设计保证了本装置可以方便安装、拆卸和更换，通过拉力变送器设定传感器的参数并进行零点标定使得本装置使用方便，非常人性化。整体来说，本装置具有良好的社会效益，适合推广使用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的中心剖面结构示意图。
图2为本发明的立体结构示意图。
图3为本发明的通信连接示意图。
图4为本发明拉力传感器测量拉力的原理图。
图5为本发明的工作流程图。
图中：1、超导磁体拉杆顶杆；2、调节螺母；3、球面垫圈；4、锥面垫圈；5、拉力传感器；6、套筒；7、拉力变送器；8、交换机；9、工控机；10、拉力传感器电源；11、拉力传感器应变片；12、拉力传感器电压表。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，包括超导磁体拉杆顶杆1、调节螺母2、锥面垫圈3、球面垫圈4、拉力传感器5、套筒6和拉力变送器7，套筒6为中空圆柱形结构，且套筒6中部上方纵向设置圆柱形的超导磁体拉杆顶杆1，超导磁体拉杆顶杆1上方套设有调节螺母2，且调节螺母2与超导磁体拉杆顶杆1通过螺纹连接，超导磁体拉杆顶杆1下部与磁体拉杆连接的方式来传递磁体拉杆拉力，调节螺母2下方设置有球面垫圈3，且球面垫圈3底部贴合设置有锥面垫圈4，且锥面垫圈4下方设置有拉力传感器5；
其中，球面垫圈3底部与锥面垫圈4的上端面呈焊接固定，且球面垫圈3底部与锥面垫圈4的上端面的面积大小相匹配，保证装置安装过程中自动调整位置。
作为本发明的一种技术优化方案，调节螺母2为细牙螺纹螺母，且调节螺母2侧壁设置有角度刻度盘，调节螺母2底部加宽加厚增大接触面积，保证调节螺母2在被旋转调节时使用更加顺手，调节更加顺滑、平稳。
作为本发明的一种技术优化方案，超导磁体拉杆顶杆1与球面垫圈3、锥面垫圈4和拉力传感器5均呈垂直贯穿设置，且球面垫圈3、锥面垫圈4、拉力传感器5和套筒6中部均设置有与超导磁体拉杆顶杆1相匹配的中心孔，通过中心孔对超导磁体拉杆顶杆1套接，保证该装置各部件的工作位置更加精准、适宜，且该装置的工作精度更高。
作为本发明的一种技术优化方案，拉力传感器5为辐轮式称重传感器，且拉力传感器5上下两端均设置有凸起的圆环，圆环用来感受转化磁体拉杆拉力，套筒6顶部中间设置有与拉力传感器5相匹配的安装定位槽，通过安装定位槽对拉力传感器5卡紧，保证拉力传感器5使用时更加稳固牢靠，通过安装定位槽提供拉力传感器5在径向和周向的限位。
作为本发明的一种技术优化方案，球面垫圈3边缘处为圆弧形结构，且锥面垫圈4为圆锥形结构，保证球面垫圈3和锥面垫圈4保证拉力传感器5的可靠安装和轴向受力均匀。
作为本发明的一种技术优化方案，套筒6顶部两端均设置有中空的通孔，通孔对磁体拉杆顶杆1位置测量提供基准，且套筒6底部中心处设置有凹槽，凹槽供磁体吊装使用。
作为本发明的一种技术优化方案，拉力传感器5与拉力变送器7相配合，且拉力传感器5与拉力变送器7、交换机8、工控机9、拉力传感器电源10、拉力传感器应变片11和拉力传感器电压表12均呈电性连接，保证该装置能够正常采集超导磁体拉杆的拉力。
如图4所示，通过拉力传感器内部的弹性元件感受拉杆受到的拉力并发生形变，在弹性元件上粘贴的应变片相应的也发生形变，而这会导致应变片的电阻也发生变化，应变片组成的电桥的输出电压也发生变化，这样就将拉杆的拉力转化为了拉力传感器的输出电压信号。
如图5所示，安装好型号为TJL-1C的拉力传感器后，连接拉力变送器，通过变送器设定传感器的量程、单位等参数，并对传感器零点进行标定，通过测量标准砝码的重量检验标定结果，如果测量值等于标准砝码重量，则标定合格，否则就需要重新进行标定；磁体的拉杆数量众多，每根拉杆需要一组拉力传感器和拉力变送器，每个拉力变送器都标定合格后，需要将多个变送器与工控机通过交换机进行组网连接，并测试各个变送器与工控机的通讯正常，若通讯异常，则需要对故障进行排查然后再次进行通讯测试，测试合格后则系统调试完毕，可以准确测量磁体各个拉杆的拉力值；
该装置的安装方法具体包括以下步骤：
步骤一：焊接固定套筒6，组装安放拉力传感器5在套筒6上，依次安装锥面垫圈4和球面垫圈3，安装调节螺母2；
步骤二：连接拉力传感器5和拉力变送器7，设定传感器量程、单位，对传感器零点标定，测量标准砝码重量检验标定；
步骤三：连接拉力变送器7、交换机8和工控机9，对拉力变送器7进行通讯测试。
工作原理：本发明在使用时，通过拉力传感器内部的弹性元件感受拉杆受到的拉力并发生形变并通过应变片电桥转化为电压信号；拉力传感器的电压信号经过拉力变送器的标定转化为标准的数字量信号，通过设定传感器的量程、单位将电压信号再次转变为拉力值；将多个拉力变送器通过交换机与工控机进行通讯，实时准确的采集磁体各个拉杆的拉力。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于：包括超导磁体拉杆顶杆(1)、调节螺母(2)、锥面垫圈(3)、球面垫圈(4)、拉力传感器(5)、套筒(6)和拉力变送器(7)，所述套筒(6)为中空圆柱形结构，且所述套筒(6)中部上方纵向设置圆柱形的超导磁体拉杆顶杆(1)，所述超导磁体拉杆顶杆(1)上方套设有调节螺母(2)，且所述调节螺母(2)与所述超导磁体拉杆顶杆(1)通过螺纹连接，所述调节螺母(2)下方设置有球面垫圈(3)，且所述球面垫圈(3)底部贴合设置有锥面垫圈(4)，且所述锥面垫圈(4)下方设置有拉力传感器(5)；
其中，所述球面垫圈(3)底部与所述锥面垫圈(4)的上端面呈焊接固定，且球面垫圈(3)底部与所述锥面垫圈(4)的上端面的面积大小相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于，所述调节螺母(2)为细牙螺纹螺母，且所述调节螺母(2)侧壁设置有角度刻度盘。
3.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于，所述超导磁体拉杆顶杆(1)与球面垫圈(3)、锥面垫圈(4)和拉力传感器(5)均呈垂直贯穿设置，且球面垫圈(3)、锥面垫圈(4)、拉力传感器(5)和套筒(6)中部均设置有与超导磁体拉杆顶杆(1)相匹配的中心孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于，所述拉力传感器(5)为辐轮式称重传感器，且所述拉力传感器(5)上下两端均设置有凸起的圆环，所述套筒(6)顶部中间设置有与拉力传感器(5)相匹配的安装定位槽。
5.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于，所述球面垫圈(3)边缘处为圆弧形结构，且锥面垫圈(4)为圆锥形结构。
6.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于，所述套筒(6)顶部两端均设置有中空的通孔，且所述套筒(6)底部中心处设置有凹槽。
7.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于，所述拉力传感器(5)与拉力变送器(7)相配合，且拉力传感器(5)与拉力变送器(7)、交换机(8)、工控机(9)、拉力传感器电源(10)、拉力传感器应变片(11)和拉力传感器电压表(12)均呈电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置，其特征在于，该装置的安装方法具体包括以下步骤：
步骤一：焊接固定套筒(6)，组装安放拉力传感器(5)在套筒(6)上，依次安装锥面垫圈(4)和球面垫圈(3)，安装调节螺母(2)；
步骤二：连接拉力传感器(5)和拉力变送器(7)，设定传感器量程、单位，对传感器零点标定，测量标准砝码重量检验标定；
步骤三：连接拉力变送器(7)、交换机(8)和工控机(9)，对拉力变送器(7)进行通讯测试。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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