用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置的制作方法

本发明属于高温风洞试验设备，具体涉及一种用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置。

背景技术：

1、高温风洞试验中，设备的可靠运行直接关系到整个高温风洞试验任务完成质量。例如，在核心子系统燃烧加热器运行过程中，由于处于高温、高压、强振动等恶劣工作条件，关键部件易出现爆燃、过冲、结构断裂等故障，若未及时监测到故障，容易引发安全事故，轻则造成设备结构损坏，重则危及工作人员的生命安全。因此，对于高温风洞各个系统设备的状态监测和健康诊断对评定其工作状态、变化趋势、寿命状态乃至整个高温风洞运行的安全性和可靠性都具有极其重要的作用。

2、由于振动信号响应快、灵敏度高，振动传感器在设备故障监测诊断中被广泛采用。实际测试过程中，高温风洞的多个系统同步运行，现场测试环境复杂，存在强烈的电磁干扰，试验测量发现，若振动传感器没有采取绝缘措施，获得的振动数据会出现低频干扰，信号噪声大，而且低频信号与设备特征频率叠加导致无法准确有效识别设备运行特征频率，极大地影响了设备的状态监测和健康诊断。

3、目前，通用的振动传感器的安装方式包括磁吸、螺纹、粘贴等。在高温风洞试验中，设备瞬态冲击大，磁吸的方式稳固力弱，振动传感器易松动、脱落、损坏。通常采用螺纹安装方式固定传感器，但是，由于高温风洞本体导电，存在强烈的电磁干扰，普通的螺纹连接必然使得振动传感器受电磁干扰影响，长期使用不仅得不到高精度有效数据，还易损坏振动传感器。此外，高温风洞运行流量大，燃烧室内高温、高压，设备调试过程中经常出现燃烧不稳定情况，振动冲击大，加速度可达1000g以上。采用传统的粘贴式安装方式，虽然可以绝缘，但试验过程中会出现传感器粘贴松动、飞出，不但无法获得有效数据，而且影响高温风洞的正常运行，因此，传统的传感器安装方式已不能适应高温风洞运行环境。

4、为了准确获得高温、高压、强冲击、强电磁干扰环境下设备振动数据，当前，亟需发展一种用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置，用以克服现有技术的缺陷。

2、本发明的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置通过设计异形螺栓和pvc垫片及套管与异形螺栓特定装配形式，实现振动传感器绝缘装配，有效解决了电磁干扰。整个测量装置包括异形螺栓、pvc套管及垫片、传感器安装座、圆形垫片和底座转接块等。其中，异形螺栓从下到上可分为三部分：最底端与底座安装块通过直径为m5螺纹孔连接；中间部分较上端与底端细，直径为m4，包覆一层pvc套管并穿过传感安装座，底座安装块与传感器安装座之间安装一片约1mm厚度的pvc垫片；螺栓上端为直径为m5螺纹杆，螺栓上端与传感器安装座之间加一层圆环形的pvc垫片，要求异形螺栓中间部位的套管高度略高于传感器安装座，异形螺栓本体不得直接与上下的安装座接触，由此可实现振动传感器的绝缘安装。此外，整个测量装置还采用了多方位螺纹连接，具体表现为测量装置包含四个异形螺栓，分布在传感器安装座四个角落，可确保强冲击下测量装置不抖动、传感器不松动、测量数据真实响应被测件的振动特性。振动传感器采用m5螺纹安装在传感器安装座中心位置，风洞被测设备和底座转接块采用焊接的方式连接。

3、本发明的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置的详细技术方案如下：

4、本发明的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置包括从下至上依次叠加的方形的底座转接块、方形垫片、传感器安装座；

5、在传感器安装座的四角，通过螺纹连接的方式安装从上至下依次贯穿传感器安装座、方形垫片和底座转接块的异形螺栓，异形螺栓与传感器安装座、方形垫片和底座转接块均绝缘；

6、在传感器安装座的中心，通过螺纹连接的方式安装振动传感器。

7、进一步地，所述的异形螺栓的螺栓段的中间部分较上端与下端细，中间部分包覆一层pvc套管，pvc套管的高度略高于传感器安装座。

8、进一步地，所述的异形螺栓上套装圆环形垫片，圆环形垫片为pvc垫片。

9、进一步地，所述的方形垫片为pvc垫片。

10、进一步地，所述的底座转接块通过焊接方式固定在被测设备外壁面上。

11、本发明的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置具有以下特点：

12、1.在连接螺栓上采用多层分结构螺纹连接方式，结合pvc套管和垫片有效隔绝电磁干扰；

13、2.采用多孔螺纹连接，有效保护振动传感器在强冲击下稳定安装在被测件表面，不松动飞出。

14、简而言之，本发明的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置针对高温风洞设备振动测量中需要解决的强电磁干扰问题，设计了异形螺栓和pvc垫片及套管的绝缘装配、传感器安装座和底座转接块多方位螺纹连接方式的测量装置，不仅可以确保在强冲击环境下振动传感器稳固安装在外壁面，而且也能确保在强电磁干扰下振动传感器内部结构不受影响，从而确保了传感器安全稳定工作，实现被测数据的可靠性，提升数据信噪比。

15、综上所述，本发明的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置综合采用多层分结构和多方位螺纹连接的方式，有效解决了高温风洞设备测振强电磁干扰的问题，有效保护了振动传感器不受强电磁干扰影响，同时避免了试验过程中强冲击下传感器易松动飞出的问题，延长了振动传感器的使用寿命，确保了在试验中持续为风洞数据采集系统提供准确的振动数据，在准确获得振动数据的同时，也能保证振动传感器的安全性、可靠性，为实现风洞设备健康状态监测提供数据支撑。

技术特征：

1.用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置，其特征在于，所述的振动测量装置包括从下至上依次叠加的方形的底座转接块（6）、方形垫片（5）、传感器安装座（4）；

2.根据权利要求1所述的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置，其特征在于，所述的异形螺栓（1）的螺栓段的中间部分较上端与下端细，中间部分包覆一层pvc套管（2），pvc套管（2）的高度略高于传感器安装座（4）。

3.根据权利要求1所述的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置，其特征在于，所述的异形螺栓（1）上套装圆环形垫片（3），圆环形垫片（3）为pvc垫片。

4.根据权利要求1所述的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置，其特征在于，所述的方形垫片（5）为pvc垫片。

5.根据权利要求1所述的用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置，其特征在于，所述的底座转接块（6）通过焊接方式固定在被测设备外壁面上。

技术总结
本发明属于风洞试验技术领域，公开了一种用于高温风洞强冲击、强电磁干扰环境下的振动测量装置。振动测量装置采用异形螺栓、PVC套管及垫片、传感器安装座、圆形垫片、底座转接块等通过绝缘装配形式连接，底座转接块通过焊接固定到被测设备外壁面。异形螺栓和PVC套管及垫片采用的多层分结构螺纹连接形式能够有效隔绝电磁干扰，传感器安装座和底座转接块的多方位螺纹连接方式能够确保强冲击环境下振动传感器长时间稳固在被测设备外壁面上，两种方式结合能够确保高温风洞各类高温试验、长时间热态试验的安全性及数据可靠性。

技术研发人员：曹晓梅,杨昆凡,张林,曾令国,朱超
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5