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吸附式壓電激勵(lì)振子的制作方法
【專利摘要】針對(duì)現(xiàn)有激勵(lì)振子的不足，本發(fā)明提供一種吸附式壓電激勵(lì)振子，包括接線端子、重錘、緊固螺桿、三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片、不銹鋼罐體、聚能針、橡膠套、底座、內(nèi)隔磁環(huán)、磁鐵環(huán)和外隔磁環(huán)。在重錘的一端設(shè)有圓形槽，在圓形槽的中央開有螺紋孔并與緊固螺桿的一端連接。在重錘的開有接線孔并與接線端子連接。所述緊固螺桿的中部套有壓電陶瓷片。緊固螺桿的另一端與聚能針連接。在聚能針上套有橡膠套。在橡膠套上套有底座。通過不銹鋼罐體將重錘和底連接在一起。在底座的外端面上開設(shè)有磁環(huán)槽，在磁環(huán)槽內(nèi)配有磁鐵環(huán)、內(nèi)隔磁環(huán)和外隔磁環(huán)。本發(fā)明的有益效果為：本產(chǎn)品的體積小，工作頻率寬，能夠?qū)Υ芍е^緣子進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
【專利說明】吸附式壓電激勵(lì)振子【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其適用于高壓瓷支柱絕緣子檢測(cè)中的激振裝置，具體涉及一種吸附式壓電激勵(lì)振子。
【背景技術(shù)】
[0002]瓷支柱絕緣子是固定在電力輸送線路架構(gòu)上進(jìn)行使用的設(shè)備?，F(xiàn)有的瓷支柱絕緣子的型號(hào)種類多達(dá)幾十種，安裝后的長(zhǎng)度尺寸在0.6米到10.2米之間不等，其工作時(shí)的固有頻率范圍覆蓋1-15千赫茲(KHz)范圍。若要對(duì)瓷支柱絕緣子進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)，則需要將檢測(cè)設(shè)備安置在瓷支柱絕緣子的法蘭上，但法蘭上可放置檢測(cè)設(shè)備的尺寸只有O30mm(即面積30X30mm)，且法蘭與法蘭上方的傘裙之間的間距一般不大于50毫米(mm)，如果要對(duì)瓷支柱絕緣子的工作狀態(tài)進(jìn)行在線檢測(cè)，則必須先滿足上述尺寸限制的要求。
[0003]激勵(lì)振子(也稱激振器)是附加在瓷支柱絕緣子的法蘭上用以產(chǎn)生激振力的裝置，是對(duì)瓷支柱絕緣子機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的重要部件，通過激勵(lì)振子能使被測(cè)的瓷支柱絕緣子獲得一定形式和大小的振動(dòng)量，從而對(duì)絕緣子進(jìn)行振動(dòng)和強(qiáng)度試驗(yàn)。但是，現(xiàn)有的激勵(lì)振子所需要的最小安裝尺寸為Φ50πιπι，且現(xiàn)有的激勵(lì)振子的最高工作頻率范圍在10~5000赫茲(Hz)，在安裝尺寸和工作頻率上都不能滿足對(duì)瓷支柱絕緣子進(jìn)行帶電拆裝與檢測(cè)的要求。此外，現(xiàn)有激勵(lì)振子與瓷支柱絕緣子的基座之間的連接是采用螺栓實(shí)現(xiàn)緊固的，影響對(duì)瓷支柱絕緣子的性能檢測(cè)。
[0004]綜上所述，目前市場(chǎng)急需一種用于瓷支柱絕緣子進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)的、提供線性振動(dòng)且振動(dòng)頻率范圍涵蓋I至15ΚΗΖ的范圍，最大安裝尺寸不能超過Φ 30*50 mm，且能夠帶電拆裝在瓷支柱絕緣子的法蘭上的激勵(lì)振子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有激勵(lì)振子的上述不足，本發(fā)明提供一種吸附式壓電激勵(lì)振子，其具體結(jié)構(gòu)如下:
吸附式壓電激勵(lì)振子，包括接線端子1、重錘2、緊固螺桿3、三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片4、不銹鋼罐體5、聚能針6、橡膠套7、底座8、內(nèi)隔磁環(huán)9、磁鐵環(huán)10和外隔磁環(huán)11。重錘2為圓柱狀，在重錘2軸向的一端設(shè)有內(nèi)凹的圓形槽，與圓形槽對(duì)應(yīng)的重錘2的外圓柱面設(shè)有外螺紋。所述圓形槽的軸向中央開有螺紋孔，在重錘2的一側(cè)徑向開設(shè)有貫通螺紋孔的接線孔。接線端子I安裝在重錘2的接線孔內(nèi)，緊固螺桿3的一端和重錘2的螺紋孔連接。
[0006]所述緊固螺桿3的中部為光桿31，光桿31的直徑大于緊固螺桿3兩端的直徑。光桿31上套有三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片4。聚能針6為圓錐體狀，聚能針6的大直徑端與緊固螺桿3的另一端連接。
[0007]通過緊固螺桿3將重錘2、三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片4及聚能針6固定在一起，重錘2的圓形槽、聚 能針6的大直徑端分別與相鄰的壓電陶瓷片4相接。與聚能針6大直徑端相鄰的壓電陶瓷片4與接線端子I通過導(dǎo)線連通。
[0008]在聚能針6的小直徑端上套有一個(gè)橡膠套7。所述橡膠套7呈二級(jí)臺(tái)階狀的圓柱體。所述不銹鋼罐體5為兩端均設(shè)有內(nèi)螺紋的圓管，不銹鋼罐體5的軸向一端和重錘2的外螺紋連接。在橡膠套7的臺(tái)階上套設(shè)有圓環(huán)狀的底座8，橡膠套7位于底座8的內(nèi)側(cè)，且橡膠套7的小直徑端面和底座8的外端面在同一平面內(nèi)。底座8的外端面上開設(shè)有一道磁環(huán)槽。
[0009]在朝向重錘2的底座8的一端為外螺紋管，通過螺紋和不銹鋼罐體5的軸向另一端連接，從而使底座8的內(nèi)端面抵在橡膠套7的一級(jí)臺(tái)階端面上，使得橡膠套7被固定在聚能針6上。
[0010]在磁環(huán)槽內(nèi)配有磁鐵環(huán)10。在磁鐵環(huán)10內(nèi)置有內(nèi)隔磁環(huán)9，在磁鐵環(huán)10外套有外隔磁環(huán)11。
[0011]進(jìn)一步說,本產(chǎn)品的尺寸為Φ30*35ι?πι。
[0012]進(jìn)一步說，本產(chǎn)品的壓電陶瓷片4的所能產(chǎn)生的振動(dòng)頻率在I至20ΚΗζ之間。
[0013]有益的技術(shù)效果
本產(chǎn)品可吸附在需要檢測(cè)的瓷支柱絕緣子的法蘭上，作為瓷支柱絕緣子定向振動(dòng)的激振源，且該激振源頻寬、縱向、聚能、線性；
本產(chǎn)品的振動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過壓電陶瓷片組以及利用壓電陶瓷片組的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的:一貝U，使產(chǎn)品的總體積控制在Φ30*35πιπι以內(nèi)。二則，本產(chǎn)品能夠針對(duì)瓷支柱絕緣子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與振動(dòng)形式，利用壓電陶瓷片組的壓電效應(yīng)產(chǎn)生出適合的瓷支柱絕緣子激振試驗(yàn)的寬頻、縱向、聚能激發(fā)式壓電振動(dòng)，其震動(dòng)頻率在I到20kHZ之間且具有良好的線性度，完全覆蓋瓷支柱絕緣子的工作范圍；
本產(chǎn)品包含一個(gè)強(qiáng)磁鐵環(huán)，能夠吸附在任何鐵質(zhì)材料上。因此，本產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)帶電拆裝，無需螺栓固定，能夠吸附在瓷支柱絕緣子的鐵制法蘭上進(jìn)行激振。因此，本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用在變電站內(nèi)的瓷支柱絕緣子上，做機(jī)械狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的激振裝置；
本產(chǎn)品的重量小于150g，吸附力大于100N，而150g相當(dāng)于1.47N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸附力100N，因此本產(chǎn)品在使用中不會(huì)脫落。另外，本產(chǎn)品工作電壓范圍為:0至200VAC，功率:15W，工作頻率:1至20KHz，諧振頻率:30KHz，振動(dòng)形式為縱向聚能輸出，符合檢測(cè)的性能要求，在設(shè)備的體積和所能實(shí)現(xiàn)的功能上均符合市場(chǎng)需求，能夠適用的范圍廣。
[0014]綜上所述，本吸附式壓電激勵(lì)振子具有體積小、重量輕、定向性好、轉(zhuǎn)換效率高、振幅平穩(wěn)、頻帶響應(yīng)寬、使用壽命長(zhǎng)、拆裝方便等特點(diǎn)，集聚諸多優(yōu)點(diǎn)于一身，填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，必將受:到科研院所、聞科技企業(yè)和大中專院校的青陳。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本產(chǎn)品的立體示意圖。
[0016]圖2為圖1的仰視圖。
[0017]圖3為圖2的A-A剖視圖。
[0018]圖4為本產(chǎn)品的組裝示意圖。
[0019]圖中的序號(hào)為:接線端子1、重錘2、緊固螺栓3、壓電陶瓷片4、不銹鋼罐體5、聚能針6、橡膠套7、底座8、內(nèi)隔磁環(huán)9、磁鐵環(huán)10、外隔磁環(huán)11、光桿段31。[0020]具體的實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
[0021]參見圖1，吸附式壓電激勵(lì)振子，包括接線端子1、重錘2、緊固螺桿3、三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片4、不銹鋼罐體5、聚能針6、橡膠套7、底座8、內(nèi)隔磁環(huán)9、磁鐵環(huán)10和外隔磁環(huán)11。
[0022]參見圖3，重錘2為圓柱狀，在重錘2軸向的一端設(shè)有內(nèi)凹的圓形槽，與圓形槽對(duì)應(yīng)的重錘2的外圓柱面設(shè)有外螺紋。重錘2的圓形槽的軸向中央開有螺紋孔，在重錘2的一側(cè)徑向開設(shè)有貫通螺紋孔的接線孔。接線端子I安裝在重錘2的接線孔內(nèi)，緊固螺桿3的一端和重錘2的螺紋孔連接。重錘2在本產(chǎn)品工作時(shí)起到配重作用。
[0023]參見圖3，所述緊固螺桿3的中部為光桿31，光桿31的直徑大于緊固螺桿3兩端的直徑。光桿31上套有三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片4。聚能針6為圓錐體狀，聚能針6的大直徑端連接著緊固螺桿3的另一端。
[0024]通過緊固螺桿3將重錘2、三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片4及聚能針6固定在一起，且重錘2的圓形槽、聚能針6的大直徑端分別與相鄰的壓電陶瓷片4相接。與聚能針6大直徑端相鄰的壓電陶瓷片4與接線端子I通過導(dǎo)線連通。
[0025]參見圖3，在聚能針6的小直徑端上套有一個(gè)橡膠套7。所述橡膠套7呈二級(jí)臺(tái)階狀的圓柱體。所述不銹鋼罐體5為兩端均設(shè)有內(nèi)螺紋的圓管，不銹鋼罐體5的軸向一端和重錘2的外螺紋連接。在橡膠套7的臺(tái)階上套設(shè)有圓環(huán)狀的底座8，橡膠套7位于底座8的內(nèi)側(cè)，且橡膠套7的小直徑端面和底座8的外端面在同一平面內(nèi)。底座8的外端面上開設(shè)有一道磁環(huán)槽，詳見圖1及圖4。
[0026]參見圖3，在朝向重錘2的底座8的一端為外螺紋管，通過螺紋和不銹鋼罐體5的軸向另一端連接，從而使底座8的內(nèi)端面抵在橡膠套7的一級(jí)臺(tái)階端面上，使得橡膠套7被固定在聚能針6上。
[0027]參見圖3，在磁環(huán)槽內(nèi)配有磁鐵環(huán)10。在磁鐵環(huán)10內(nèi)置有內(nèi)隔磁環(huán)9，在磁鐵環(huán)10外套有外隔磁環(huán)11，詳見圖4。
[0028]進(jìn)一步說,在光桿31上套有10片外徑Φ 20mm、內(nèi)徑Φ 10mm、厚度Imm且材料牌號(hào)為P45的壓電陶瓷片4。壓電陶瓷片4朝向重錘2的側(cè)面為壓電陶瓷片4的負(fù)極面，壓電陶瓷片4朝向聚能針6的側(cè)面為壓電陶瓷片4的正極面。通過重錘2的殼體將與重錘2相接觸的壓電陶瓷片4的負(fù)極面同接線端子I的負(fù)極接口相連接。通過引線將與聚能針6相接觸的壓電陶瓷片4的正極面與接線端子I的正極接口相連接。壓電陶瓷片4的外壁均不與不銹鋼罐體5的內(nèi)壁接觸。
[0029]進(jìn)一步說，內(nèi)隔磁環(huán)9和外隔磁環(huán)11的材質(zhì)均為鋁。內(nèi)隔磁環(huán)9和外隔磁環(huán)11可共同防止磁鐵環(huán)10磁短路。
[0030]進(jìn)一步說，緊固螺桿3的兩端的尺寸均為M6*lmm。
[0031]優(yōu)選的方案是，在底座8的外側(cè)面覆蓋有一個(gè)圓環(huán)形的緩沖墊，緩沖墊的外側(cè)面與聚能針6的尖端相平齊。
[0032]進(jìn)一步說，接線端子I的外螺扣為接線端子I的負(fù)極接口，接線端子I的芯為接線端子I的正極接口。
[0033]使用時(shí)，只需將本產(chǎn)品吸附在被測(cè)絕緣子的底法蘭上或其它鐵磁試品上，再將電信號(hào)由接線端子I引入即可，其中，接線端子I的芯與電信號(hào)的正極相連接，接線端子I的外螺扣與電信號(hào)的負(fù)極相連接，由壓電陶瓷組4將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)并推動(dòng)聚能針6輸出振動(dòng)。
[0034]本產(chǎn)品的尺寸為Φ30*35πιπι，且通過壓電陶瓷片4及聚能針6能產(chǎn)生并輸出振動(dòng)頻率在I至20ΚΗζ之間的振動(dòng)，同時(shí)滿足安裝尺寸與工作頻段的雙重要求。
【權(quán)利要求】
1.吸附式壓電激勵(lì)振子，其特征在于，包括接線端子(I)、重錘(2)、緊固螺桿(3)、三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片(4)、不銹鋼罐體(5)、聚能針(6)、橡膠套(7)、底座(8)、內(nèi)隔磁環(huán)(9)、磁鐵環(huán)(10)和外隔磁環(huán)(11);重錘(2)為圓柱狀,在重錘(2)軸向的一端設(shè)有內(nèi)凹的圓形槽，與圓形槽對(duì)應(yīng)的重錘(2)的外圓柱面設(shè)有外螺紋；所述圓形槽的軸向中央開有螺紋孔，在重錘(2)的一側(cè)徑向開設(shè)有貫通螺紋孔的接線孔；接線端子(I)安裝在重錘(2)的接線孔內(nèi)，緊固螺桿(3)的一端和重錘(2)的螺紋孔連接；所述緊固螺桿(3)的中部為光桿(31)，光桿(31)的直徑大于緊固螺桿(3)兩端的直徑；光桿(31)上套有三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片(4);聚能針(6)為圓錐體狀，聚能針(6)的大直徑端與緊固螺桿(3)的另一端連接；通過緊固螺桿(3)將重錘(2)、三片以上的環(huán)狀的壓電陶瓷片(4)及聚能針(6)固定在一起，重錘(2)的圓形槽、聚能針(6)的大直徑端分別與相鄰的壓電陶瓷片(4)相接；與聚能針(6)大直徑端相鄰的壓電陶瓷片(4)與接線端子(I)通過導(dǎo)線連通；在聚能針(6)的小直徑端上套有一個(gè)橡膠套(7);所述橡膠套(7)呈二級(jí)臺(tái)階狀的圓柱體；所述不銹鋼罐體(5)為兩端均設(shè)有內(nèi)螺紋的圓管，不銹鋼罐體(5)的軸向一端和重錘(2)的外螺紋連接；在橡膠套(7)的臺(tái)階上套設(shè)有圓環(huán)狀的底座(8)，橡膠套(7)位于底座(8)的內(nèi)側(cè)，且橡膠套(7 )的小直徑端面和底座(8 )的外端面在同一平面內(nèi)；在底座(8 )的外端面上開設(shè)有一道磁環(huán)槽；在朝向重錘(2)的底座(8)的一端為外螺紋管，通過螺紋和不銹鋼罐體(5)的軸向另一端連接，從而使底座(8)的內(nèi)端面抵在橡膠套(7)的一級(jí)臺(tái)階端面上，使得橡膠套(7)被固定在聚能針(6)上；在磁環(huán)槽內(nèi)配有磁鐵環(huán)(10);在磁鐵環(huán)(10)內(nèi)置有內(nèi)隔磁環(huán)(9)，在磁鐵環(huán)(10 )外套有外隔磁環(huán)(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的吸附式壓電激勵(lì)振子，其特征在于，在光桿(31)上套有10片外徑Φ20πιπι、內(nèi)徑Φ 10mm、厚度Imm且材料牌號(hào)為P45的壓電陶瓷片(4);壓電陶瓷片(4)朝向重錘(2)的圓形側(cè)面為壓電陶瓷片(4)的負(fù)極面，壓電陶瓷片(4)朝向聚能針(6)的圓形側(cè)面為壓電陶瓷片(4)的正極面；通過重錘(2)的殼體將與重錘(2)相接觸的壓電陶瓷片(4)的負(fù)極面同接線端子(I)的負(fù)極接口相連接；通過引線將與聚能針(6)相接觸的壓電陶瓷片(4)的正極面與接線端子(I)的正極接口相連接；壓電陶瓷片(4)的外壁均不與不銹鋼罐體(5)的內(nèi)壁接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的吸附式壓電激勵(lì)振子，其特征在于，內(nèi)隔磁環(huán)(9)和外隔磁環(huán)(11)的材質(zhì)均為鋁。
4.如權(quán)利要求1所述的吸附式壓電激勵(lì)振子，其特征在于，緊固螺桿(3)兩端的尺寸均為 M6*lmm。
5.如權(quán)利要求1所述的吸附式壓電激勵(lì)振子，其特征在于，在底座(8)的外側(cè)面上覆蓋有一個(gè)圓環(huán)形的緩沖墊，緩沖墊的外側(cè)面與聚能針(6)的尖端相平齊。
6.如權(quán)利要求1所述的吸附式壓電激勵(lì)振子，其特征在于，接線端子(I)的外螺扣為接線端子(I)的負(fù)極接口，接線端子(I)的芯為接線端子(I)的正極接口。
【文檔編號(hào)】G01M7/02GK104001660SQ201410176491
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】陳國宏, 王家慶, 陳東風(fēng), 陳安生, 邢明軍 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院, 天津市科遠(yuǎn)系統(tǒng)工程有限公司