一种传感器高温测试用连杆的制作方法

1.本发明涉及传感器性能测试技术领域，具体涉及一种传感器高温测试用连杆。


背景技术：

2.传感器是一种接收待测信号，并将待测物理量或化学量转换为另一种输出信号的设备，广泛应用于各种测试中。在力学测试试验中，通常采用振动传感器、加速度传感器等传感器作为测量工具，以获得被测结构件的振动、加速度幅值等信息。而传感器会随着使用时间和使用环境产生一定的零点漂移，因此必须定期对传感器进行灵敏度测试或校准。
3.目前广泛使用的灵敏度测试方法有比较法和绝对法，比较法是采用背靠背方式将被测传感器和已知灵敏度的标准传感器固定在振动台上，比较得到被测传感器的灵敏度；绝对法是直接将被测传感器固定在振动台上，通过测量物理量自身的基本单位与导出单位，计算得到被测传感器的灵敏度。
4.高温振动测试一直是各个行业关注的热点，测试工具为高温传感器。例如，用于核动力领域振动测量的高温传感器使用温度达到300℃以上，用于航空领域振动测量的高温传感器使用温度达到500℃以上。对传感器进行高温性能测试时，高温炉提供环境温度，要求高温炉内的环境温度须达到或高于被测传感器的工作温度。但振动台的工作温度一般低于50℃，为避免振动台因温度过高而失效，不能直接将被测传感器直接安装在振动台台面后置于高温炉中，必须在振动台和高温炉之间增加一个过渡结构。


技术实现要素：

5.针对传感器在高温测试时需要采用过渡结构安装的技术问题，本发明提供了一种传感器高温测试用连杆，可将传感器间接安装在振动台上，具有谐振频率高、热导低的特点，能够在高温的环境下长期稳定地工作，可广泛应用于传感器的高温测试或校准中。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.本发明提供了一种传感器高温测试用连杆，包括连杆本体，所述连杆本体一端用于安装被测传感器、另一端用于连接振动台；所述连杆本体为中空的杆件，所述连杆本体侧壁设置有多个通孔，且各所述通孔均与所述连杆本体的内腔连通。
8.本发明提供的传感器高温测试用连杆，在使用时将被测传感器安装在连杆本体的一端、连杆本体的另一端与振动台固定连接，由于连杆本体为中空的杆件、在连杆本身的侧壁设置有多个与其内腔连通的通孔，在确保连杆本体有足够的结构刚度和固有频率的同时，减少了热量传递的媒介，同时加强了连杆本体内部空间和外部环境的气体对流，从而延缓连杆本体顶部温度传递到底部的速度。
9.因此，本发明提供的传感器高温测试用连杆，可将传感器间接安装在振动台上，连杆本体的刚度大、固有频率高，具有工作频率高、热导低的特点，能够在高温的环境下长期稳定地工作，可广泛应用于传感器的高温测试或校准中。
10.在一可选的实施方式中，所述连杆本体一端设置有安装件，所述安装件用于连接
被测传感器，以便于根据被测传感器的尺寸更换不同的安装件，满足不同规格的被测传感器的安装要求。
11.在一可选的实施方式中，所述安装件设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于连接被测传感器，以便于通过螺钉将被测传感器固定在安装件上。
12.在一可选的实施方式中，所述安装件通过连接螺栓与所述连杆本体相连，以便于安装件的拆装。
13.在一可选的实施方式中，所述安装件设置有螺杆孔，所述连接螺栓的杆部穿设在所述螺杆孔内，以便于固定安装件。
14.在一可选的实施方式中，所述安装件和所述连接螺栓的材质为gh2520不锈钢，以确保安装件和连接螺栓均具有较高的熔点和优异的耐高温性能。
15.在一可选的实施方式中，所述安装件和所述连接螺栓的表面均为抛光处理面，以提高安装件和连接螺栓的反射效率(采用绝对法测试时需要反射光线)。
16.在一可选的实施方式中，所述连杆本体远离所述安装件的一端设置有固定环，所述固定环设置有供固定螺栓穿过的安装孔，以便于将连杆本体与振动台相连。
17.在一可选的实施方式中，所述安装孔为沉头孔。
18.在一可选的实施方式中，所述连杆本体的材质为氧化铝陶瓷，由于氧化铝陶瓷具有材料密度低、热传导系数低、弹性模量高和熔点高的特点，能够确保连杆本体在有足够刚度和固有频率的同时，具有较低的热传导速率和优异的耐高温性能。
19.本发明具有如下的优点和有益效果：
20.本发明提供的传感器高温测试用连杆，连杆本体为中空的杆件，在连杆本身的侧壁设置有多个与其内腔连通的通孔，在确保连杆本体有足够的结构刚度和固有频率的同时，减少了热量传递的媒介，同时加强了连杆本体内部空间和外部环境的气体对流，从而延缓连杆本体顶部温度传递到底部的速度，因此，本发明提供的传感器高温测试用连杆，可将传感器间接安装在振动台上，而连杆本体的刚度大、固有频率高，具有工作频率高、热导低的特点，能够在高温的环境下长期稳定地工作，可广泛应用于传感器的高温测试或校准中。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.在附图中：
23.图1为本发明实施例传感器高温测试用连杆的爆炸结构示意图；
24.图2为本发明实施例连杆本体的结构示意图。
25.在附图中：
26.10-安装件，11-螺纹孔，12-螺杆孔，20-连杆本体，21-固定环，22-安装孔，23-通孔，30-连接螺栓。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在本发明实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.应当理解的是，连杆本体应该设有被测传感器的安装接口，且不影响标准传感器的安装，并同时满足比较法和绝对法的测量需求。而作为振动台和高温炉之间的过渡结构，连杆本体应能够很好地复现振动台的振动规律，因此要求连杆的刚度大、固有频率高。
32.另外，由于高温炉内的温度波动范围大，为避免高温炉内的热量经连杆快速传递到振动台上，因此要求连杆的热导系数低。就发明人之前使用的传感器高温测试校准装置，工作频率受到连杆的限制，只能满足2khz以内的测试需求，且不能在高温条件下长期稳定工作。有鉴于此，本实施例提供了一种传感器高温测试用连杆以解决上述问题，具体如下：
33.实施例
34.结合图1，本实施例提供了一种传感器高温测试用连杆，包括连杆本体20，所述连杆本体20一端用于安装被测传感器、另一端用于连接振动台；所述连杆本体20为中空的杆件，所述连杆本体20侧壁设置有多个通孔23，且各所述通孔23均与所述连杆本体20的内腔连通。
35.结合图2，通常来说，连杆本体20为圆柱形或其他形状的杆体零件，为确保连杆本体20有足够的力学特性，通常采用圆柱形的零件作为连杆本体20。相应的，多个所述通孔23沿连杆本体20的周向均布。对于通孔23的数量，只需要使得连杆本体20外部的气体，能够流入和流出连杆本体20的内腔即可，在本实施例中，通孔23沿连杆本体20的周向设置三圈，每圈通孔23的数量至少为3个。
36.其中，连杆本体20通常采用热传导系数低和熔点高的材质制成，如陶瓷等，在本实施例中，所述连杆本体20的材质为氧化铝陶瓷，由于氧化铝陶瓷具有材料密度低、热传导系数低、弹性模量高和熔点高的特点，能够确保连杆本体20在有足够刚度和固有频率的同时，
具有较低的热传导速率和优异的耐高温性能。
37.继续结合图1，为便于安装被测传感器，在本实施例中，所述连杆本体20一端设置有安装件10，所述安装件10用于连接被测传感器，以便于根据被测传感器的尺寸更换不同的安装件10，满足不同规格的被测传感器的安装要求。
38.在本实施例中，所述安装件10设置有螺纹孔11，所述螺纹孔11用于连接被测传感器，以便于通过螺钉将被测传感器固定在安装件10上。螺纹孔11的数量和规格，则根据被测传感器的安装尺寸确定。
39.对于安装件10与连杆本体20的连接，通常为可拆卸连接，如所述安装件10通过连接螺栓30与所述连杆本体20相连，以便于安装件10的拆装。
40.相应的，所述安装件10设置有螺杆孔12(通常为沉头通孔)，所述连接螺栓30的杆部穿设在所述螺杆孔12及连杆本体20上端的螺纹孔内，以便于固定安装件10。
41.为确保安装件10有足够的结构刚度，在本实施例中，所述安装件10为一体成型零件。
42.其中，所述安装件10和所述连接螺栓30的材质为gh2520不锈钢，以确保安装件10和连接螺栓30均具有较高的弹性模量和熔点。
43.在此基础上，所述安装件10和所述连接螺栓30的表面均为抛光处理面，也就是对安装件10和连接螺栓30进行表面抛光处理，以提高安装件10和连接螺栓30的反射效率。
44.另外，所述连杆本体20远离所述安装件10的一端设置有固定环21，所述固定环21设置有供固定螺栓穿过的安装孔22，以便于将连杆本体20与振动台相连。
45.优选的，所述安装孔22为沉头孔，以使得安装连杆本体20的安装螺栓头部低于固定环21的上端。
46.需要说明的是，本实施例提供的传感器高温测试用连杆，在使用时将被测传感器安装在安装件10上，以将其固定在连杆本体20的一端、连杆本体20的另一端与振动台固定连接，即所述连杆本体20底部与振动台上的凸台进行连接，连杆本体20顶部延伸至上方的高温炉内。
47.由于连杆本体20为中空的杆件、在连杆本身的侧壁设置有多个与其内腔连通的通孔23，在确保连杆本体20有足够的结构刚度和固有频率的同时，减少了热量传递的媒介，同时加强了连杆本体20内部空间和外部环境的气体对流，从而延缓连杆本体20顶部温度传递到底部的速度。
48.另外，可以理解的是，所述连杆本体20的尺寸、材质、孔径、通孔的数量等可根据匹配的振动台与高温炉进行调整，而所述连杆本体20的尺寸、材质、孔径调整后可改变工作频率范围。
49.根据材料性能可知，连杆可在1000℃下工作，但由于高温装置的限制，测试温度仅达到了800℃。经测试表明，在800℃、4.5khz内连杆测试效果很好，能够很好地复现振动台的振动规律。由于热量传递及振动台工作温度限制，在接近测试温度上限时，连杆的有效工作时间缩短，但也满足传感器测试或校准的时间要求。
50.因此，本实施例提供的传感器高温测试用连杆，可将传感器间接安装在振动台上，连杆本体20的刚度大、固有频率高，具有工作频率高、热导低的特点，能够在高温的环境下长期稳定地工作，可广泛应用于传感器的高温测试或校准中。
51.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
52.即，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，例如可以进行连杆材质和尺寸修改、通孔的尺寸和数量修改、连接螺栓尺寸和数量修改等。倘若这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些改动和变形均在本发明的保护范围内。