一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置的制作方法

1.本发明属于电涡流位移传感器低温标定领域，涉及一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置。


背景技术：

2.由于液体火箭发动机氢、氧涡轮泵结构复杂，工作介质为液氢液氧，工作环境十分恶劣，通过对运转过程中的转子系统轴向位移与径向位移的实时监测，提取相应的特征可以做到转子系统实时运转的故障检测和预警，为后续试验顺利进行提供依据。为了保证电涡流位移传感器的可靠性，和精度，对传感器进行液氢、液氧环境下的低温标定是十分必要的。
3.由于现有的电涡流位移传感器标定装置大多用于传感器常温标定，现有的电涡流位移传感器标定装置无法直接应用于液氢、液氧的低温环境。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，提高了氢氧涡轮泵转子组件的位移测量准确性，解决了电涡流位移传感器在液氢液氧环境下的低温标定问题。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，包括滑动靶件、2个固定模块、弹簧、陶瓷杆、陶瓷片、电涡流位移传感器、限位螺钉和传感器安装杆；2个固定模块均竖直放置；陶瓷杆设置在2个固定模块之间，通过陶瓷杆实现对2个固定模块相对位置的固定；滑动靶件为水平放置的t字形结构；滑动靶件穿过其中1个固定模块；弹簧套装在滑动靶件的外壁，且弹簧的轴向一端与滑动靶件穿过的固定模块内壁接触，弹簧的轴向另一端与t字形滑动靶件的侧壁接触；传感器安装杆为水平放置的杆状结构；传感器安装杆穿过另1个固定模块；传感器安装杆与穿过的固定模块通过限位螺钉固连；滑动靶件与传感器安装杆同轴相对设置；陶瓷片设置在滑动靶件和传感器安装杆之间，在弹簧弹力的作用下实现对陶瓷片的夹紧；电涡流位移传感器固定安装在传感器安装杆上。
7.述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，标定装置的工作环境为液氢或液氧中，温度为-269℃；陶瓷杆在液氢、液氧浸泡环境下性能稳定，不发生形变影响标定精度；同时，不对电涡流位移传感器测量造成干扰。
8.在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，所述固定模块采用gh4169高温合金材料。
9.在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，其特征在于：所述弹簧采用线径为1.2mm，外径为13mm，长度为30mm的304钢材料压缩弹簧。在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，陶瓷杆和2个固定模块通过螺钉固连，并通过dw-3低温胶粘接。
10.在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，所述滑动靶件轴向伸出对应固定模块的一端与外部氢涡轮泵转子或氧涡轮泵转子连接，滑动靶件的材料与外部氢涡轮泵转子或氧涡轮泵转子的材料一致。
11.在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，所述滑动靶件实现沿轴向相对于对应固定模块的移动。
12.在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，标定装置的标定过程为：
13.已知陶瓷片的厚度为l；沿轴向向外侧移动滑动靶件，压缩弹簧，将陶瓷片取下；松开滑动靶件，在弹簧的复位力的作用下，滑动靶件与传感器安装杆接触；此时用电涡流位移传感器测量滑动靶件轴向端面与电涡流位移传感器的距离a；沿轴向向外侧移动滑动靶件，将陶瓷片放置在滑动靶件与传感器安装杆之间，松开滑动靶件，在弹簧的复位力的作用下，滑动靶件和传感器安装杆实现对；陶瓷片的夹紧，此时用电涡流位移传感器测量陶瓷片与电涡流位移传感器的距离b，计算b-a的结果，并与l进行对比，实现对电涡流位移传感器的标定。
14.在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，陶瓷片的厚度l为0-2mm；通过选取不同厚度的陶瓷片作为被测距离实现对电涡流位移传感器进行标定。
15.在上述的一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，所述陶瓷片采用95氧化铝陶瓷片。
16.本发明与现有技术相比的有益效果是：
17.(1)本发明的标定装置结构简单、易于加工制作，只需要较小的容器就能完成传感器液氢、液氧环境下的标定；
18.(2)本发明利用弹簧使传感器测量端、陶瓷片、滑动靶件紧密贴合，保证标定装置浸泡在液氢液氧环境下，不会发生形变导影响测量精度；
19.(3)本发明使用不同厚度95氧化铝陶瓷片作为被测量，在液氢液氧环境下变形量小，能够解决液氢、液氧浸泡环境下游标卡尺等计量器具无法使用问题。
附图说明
20.图1为本发明位移传感器标定装置示意图。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
22.本发明提供一种液氢、液氧环境下的位移传感器标定装置，提高氢氧涡轮泵转子组件的位移测量准确性，并解决了电涡流位移传感器在液氢液氧环境下的低温标定问题。
23.液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，如图1所示，具体包括滑动靶件1、2个固定模块2、弹簧3、陶瓷杆4、陶瓷片5、电涡流位移传感器6、限位螺钉7和传感器安装杆8；2个固定模块2均竖直放置；陶瓷杆4设置在2个固定模块2之间，通过陶瓷杆4实现对2个固定模块2相对位置的固定；滑动靶件1为水平放置的t字形结构；滑动靶件1穿过其中1个固定模块2；弹簧3套装在滑动靶件1的外壁，且弹簧3的轴向一端与滑动靶件1穿过的固定模块2内壁接触，弹簧3的轴向另一端与t字形滑动靶件1的侧壁接触；传感器安装杆8为水平放置
的杆状结构；传感器安装杆8穿过另1个固定模块2；传感器安装杆8与穿过的固定模块2通过限位螺钉7固连；滑动靶件1与传感器安装杆8同轴相对设置；陶瓷片5设置在滑动靶件1和传感器安装杆8之间，在弹簧3弹力的作用下实现对陶瓷片5的夹紧；电涡流位移传感器6固定安装在传感器安装杆8上。
24.该标定装置结构简单，体积小，重量轻，方便携带，只需要较小的容器就能完成位移传感器液氢、液氧环境下的标定。标定装置的工作环境为液氢或液氧中，温度为-269℃。陶瓷杆4在液氢、液氧浸泡环境下性能稳定，不发生形变影响标定精度；同时，不对电涡流位移传感器6测量造成干扰。
25.固定模块2采用gh4169高温合金材料。陶瓷片5采用95氧化铝陶瓷片。陶瓷杆4和2个固定模块2通过螺钉固连，并通过dw-3低温胶粘接。陶瓷杆4在液氢、液氧浸泡环境下性能稳定，不发生形变影响标定精度；同时，不对电涡流位移传感器6测量造成干扰。弹簧3采用线径为1.2mm，外径为13mm，长度为30mm的304钢材料压缩弹簧。
26.在保证标定物限位方面，本发明在滑动靶件1与固定模块2之间加入弹簧3，保证在液氢液氧浸泡环境下滑动靶件1、陶瓷片5、位移传感器6测量端能够紧密贴合在一起，提高标定的准确性。
27.滑动靶件1轴向伸出对应固定模块2的一端与外部氢涡轮泵转子或氧涡轮泵转子连接，滑动靶件1的材料与外部氢涡轮泵转子或氧涡轮泵转子的材料一致。
28.为了方便安装拆下陶瓷片5，本发明将滑动靶件1设置为可以水平滑动的。滑动靶件1实现沿轴向相对于对应固定模块2的移动。
29.标定装置的标定过程为：
30.已知陶瓷片5的厚度为l；沿轴向向外侧移动滑动靶件1，压缩弹簧3，将陶瓷片5取下；松开滑动靶件1，在弹簧3的复位力的作用下，滑动靶件1与传感器安装杆8接触；此时用电涡流位移传感器6测量滑动靶件1轴向端面与电涡流位移传感器6的距离a；沿轴向向外侧移动滑动靶件1，将陶瓷片5放置在滑动靶件1与传感器安装杆8之间，松开滑动靶件1，在弹簧3的复位力的作用下，滑动靶件1和传感器安装杆8实现对；陶瓷片5的夹紧，此时用电涡流位移传感器6测量陶瓷片5与电涡流位移传感器6的距离b，计算b-a的结果，并与l进行对比，实现对电涡流位移传感器6的标定。
31.陶瓷片5的厚度l为0-2mm；通过选取不同厚度的陶瓷片5作为被测距离实现对电涡流位移传感器6进行标定。使用不同厚度的标准陶瓷片5作为被测距离进行标定，解决了液氢、液氧浸泡环境下游标卡尺等计量器具无法使用问题。
32.本发明的标定装置结构简单、易于加工制作，只需要较小的容器就能完成传感器液氢、液氧环境下的标定；利用了弹簧使传感器测量端、陶瓷片、滑动靶件紧密贴合，保证标定装置浸泡在液氢液氧环境下，不会发生形变导影响测量精度；在标定时，使用不同厚度95氧化铝陶瓷片作为被测量，在液氢液氧环境下变形量小，能够解决液氢、液氧浸泡环境下游标卡尺等计量器具无法使用问题
33.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案
的保护范围。