专利名称：基于pvdf传感器的低速动平衡测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置。
背景技术：
转子的不平衡广泛存在于现代大型旋转设备中，这个问题也制约了旋转机械的发展。在高速转动时，不平衡的刚性转子会引起转子的弯曲和物体内部内应力的变化，从而导致机器产生振动并发出很大的噪声，使得机器的零部件发生严重的磨损，进而引发各种事故频发，对人类的生产生活造成了极大地�：Α６胶獠馐缘氖侄沃饕辛街�:高速动平衡和低速动平衡。在生产实际中，对已经投产运行的转子进行动平衡的方法主要有三种:(1)制造厂(修造厂)高速动平衡。就是将不平衡的转子运到制造厂，然后对转子进行动平衡测试，这种方法有着很高的精度，可以消除各种类型的振动。但由于大型转子存在质量和体积相对较大，运输极其不方便等缺点，这种方法只有在特殊情况下才会使用；(2)高速动平衡。就是在高转速下进行的动平衡测试。它是考虑到各种因素下，模拟现实状态下的动平衡测试，在现代的生活中得到了广泛的应用。但是这种方法也有着很大的缺陷:例如调试的时间周期比较长；冷却机器需要两三天的时间；同时带动高速运转起来，则又需耗费大量的能源等等。因此，现场高速动平衡仍存在着很大的问题，在操作过程中，应该尽可能减少平衡的次数，这样就对进行平衡的技术人员要求很高，否则更是会增加平衡的次数；(3)低速动平衡。近年来国内的一些科研院所引进了移动式现场低速动平衡机，这种低速动平衡技术既能减少转子的运输，又比高速动平衡更加节约时间、人力和财力、且不受启动次数限制和技术人员要求相对较低等优点。由于低速状态下，转子转动产生的信号比较微弱，这就要求采集信号的装置比较灵敏，从而得出比较准确的振动信号，进而使转子达到平衡。由上述可见，生产实际中常用的三种方法均有着各自的优点和弊�。蘼凼褂媚闹址椒ê褪侄危钪盏哪康亩际且棺哟锏狡胶猓佣忱�、安全的运转。随着世界能源的日益稀少，以及公司利益的最大化，高速动平衡不能适应时代的发展，主要是由于消耗能源大、操作要求高、时间延迟等缺陷。因此，此处提出采用新的结构、新型敏感元件来提高压电式传感器的测量灵敏度，能更加敏感的测得微弱信号，以此来解决振动问题。
发明内容本实用新型目的在于提供一种基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，采用PVDF压电薄膜为敏感元件的压电式传感器和低速动平衡测试装置，在转子低速时，检测出不平衡量，以提高PVDF压电式传感器的测量灵敏度，从而节约能源。本实用新型基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，包括底座1、固定支架I 2、固定支架II 3、PVDF传感器I 4、PVDF传感器II 5，固定支架I 2和固定支架II 3与底座I固定连接，固定支架I 2和固定支架II 3上分别开有转子卡槽I 6和转子卡槽II 7，用于放置大型转子，当转子在卡槽5中转动时，可避免不平衡转子在转动时或者到处跳动时产生横向的不平衡力，从而引起测量的误差；固定支架I 2和固定支架II 3上分别开有传感器凹槽I 8和传感器凹槽II 9，PVDF传感器I 4和PVDF传感器II 5分别放置于传感器凹槽I 8和传感器凹槽II 9内。将传感器安放在转子的下端，可更加有效地接近振动源，左右两边凹槽中各装上一个，可有效地测出不平衡量。本实用新型所述PVDF传感器I 4和PVDF传感器II 5结构相同，包括刚性支承10、基座衬底I 11、基座衬底II 12、PVDF压电薄膜13、导线I 14、导线II 15，PVDF压电薄膜13、导线I 14、导线II 15通过导电胶水粘合固定在基座衬底I 11和基座衬底II 12之间，刚性支承10与基座衬底II 12粘合。本实用新型所述基座衬底I 11和基座衬底II 12是聚酯薄膜。本实用新型是利用PVDF是一种新型高分子压电传感材料，它具有很好的压电性、低频频率响应特性、耐腐蚀能力强、容易加工和方便安装等优点，制作成PVDF压电式传感器；本实用新型所述底座I是普通钢结构，可以有效地增加动平衡机的稳定性，减小由于刚性支承的振动而引起的误差。本实用新型所述固定支架I 2和固定支架II 3是长方形，采用不锈钢材料，有着很好的刚性强度较大，耐腐蚀能力高、耐热性比较好和性能稳定。本实用新型的有益效果和优点如下:本实用新型针对的是大型刚性转子，基于悬臂梁理论设计了适合各种类型的转子的刚性支架，并在支架凹槽处固定测试转子，在支架的卡槽处粘贴PVDF传感器，在测量时可以适用各种类型的转子，利用不平衡转子在低速转动时会产生微弱地振动，使传感器产生电荷信号，该电荷信号通过电荷放大器进行转换和放大，经过平面分离电路处理后，检测出左右校正平面上不平衡量，从而得出该传感器有着很高的测量精度和灵敏度，实验证明了传感器的灵敏性和低速动平衡测试技术的可行性，并有着很高的测量精度和灵敏度，且制造成本低，具有较高的推广和应用价格。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的PVDF压电式传感器安装示意图；图3是本实用新型的PVDF传感器构造模型；图中:1是底座；2是固定支架I ;3是固定支架II ;4是PVDF传感器I ;5是PVDF传感器II ;6是转子卡槽I ;7是转子卡槽II ;8是传感器凹槽I ;9是传感器凹槽II ; 10是刚性支承；11是基座衬底I ;12是基座衬底II ; 13是PVDF压电薄膜；14是导线I ; 15是导线II，16是转子。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。本实用新型基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，包括底座1、固定支架I 2、固定支架II 3、PVDF传感器I 4、PVDF传感器II 5，固定支架I 2和固定支架II 3与底座I固定连接，固定支架I 2和固定支架II 3上分别开有转子卡槽I 6和转子卡槽II 7，用于放置大型转子，当转子在卡槽5中转动时，可避免不平衡转子在转动时或者到处跳动时产生横向的不平衡力，从而引起测量的误差；固定支架I 2和固定支架II 3上分别开有传感器凹槽I 8和传感器凹槽II 9，PVDF传感器I 4和PVDF传感器II 5分别放置于传感器凹槽I 8和传感器凹槽II 9内。其中PVDF传感器I 4和PVDF传感器II 5结构相同，包括刚性支承10、基座衬底
I11、基座衬底II 12、PVDF压电薄膜13、导线I 14、导线II 15，PVDF压电薄膜13、导线I14、导线II 15通过导电胶水粘合固定在基座衬底I 11和基座衬底II 12之间，刚性支承10与基座衬底II 12粘合；基座衬底I 11和基座衬底II 12是聚酯薄膜；底座I是普通钢结构，可以有效地增加动平衡机的稳定性，减小由于刚性支承的振动而引起的误差；固定支架I 2和固定支架II 3是长方形，采用不锈钢材料，有着很好的刚性强度较大，耐腐蚀能力高、耐热性比较好和性能稳定(见图1-3)。本实用新型是将不平衡的转子16放置在固定支架I 2和固定支架II 3上的转子卡槽I 6和转子卡槽II 7上，电动机经变速机构、联轴器驱动转子旋转，转子不平衡产生的支承振动或振动力由PVDF传感器I 4和PVDF传感器II 5测得，PVDF传感器I 4和PVDF传感器II 5将所测得的振动信号传输给电荷放大器，经过电荷放大器，即通过低通滤波器、高通滤波器，将电荷信号转换成电压信号并进行放大，经过平面分离电路处理后，检测出左右校正平面上不平衡量，即输出信号分别与左右校正平面上的不平衡量有关。
权利要求1.一种基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，其特征在于:包括底座(I)、固定支架I (2)、固定支架II (3)、PVDF传感器I (4)、PVDF传感器II (5)，固定支架I (2)和固定支架II (3)与底座(I)固定连接，固定支架I (2)和固定支架II (3)上分别开有转子卡槽I (6)和转子卡槽II (7)，固定支架I (2)和固定支架II (3)上分别开有传感器凹槽I(8)和传感器凹槽II (9)，PVDF传感器I (4)和PVDF传感器II (5)分别放置于传感器凹槽I (8)和传感器凹槽II (9)内。
2.根据权利要求1所述的基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，其特征在于:PVDF传感器I (4)和PVDF传感器II (5)结构相同，包括刚性支承(10)、基座衬底I (11)、基座衬底II (12)、PVDF压电薄膜(13)、导线I (14)、导线II (15)，PVDF压电薄膜(13)、导线I (14)、导线II (15)通过导电胶水粘合固定在基座衬底I (11)和基座衬底II (12)之间，刚性支承(10)与基座衬底II (12)粘合。
3.根据权利要求2所述的基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，其特征在于:基座衬底I (11)和基座衬底II (12)是聚酯薄膜。
4.根据权利要求1所述的基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，其特征在于:底座(I)是钢结构。
5.根据权利要求1所述的基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，其特征在于:固定支架I (2)和固定支架II (3)是长方形不锈钢结构。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PVDF传感器的低速动平衡测试装置，该装置包括底座、固定支架I、固定支架II、PVDF传感器I、PVDF传感器II，其中，固定支架与底座固定连接；在固定支架顶端开有转子卡槽，用于放置大型转子；在固定支架中设置传感器凹槽，用于放置PVDF传感器，本装置针对大型刚性转子的平衡测试，利用不平衡转子在低速转动时会产生微弱地振动，使传感器产生电荷信号，该电荷信号通过电荷放大器进行转换和放大，经过平面分离电路处理后，检测出左右校正平面上不平衡量，从而得出该传感器有着很高的测量精度和灵敏度，制造成本低，具有较高的推广和应用价格。
文档编号G01M1/22GK202928744SQ20122060499
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者万舟, 朱森森, 熊新, 曹碧生, 滕天杰, 廖星智 申请人:昆明理工大学
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