CN111442868B - 一种***测试用传感器侧向安装保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冲击动力学测试技术领域,涉及一种***测试用传感器侧向安装保护装置。解决传感器在***冲击波作用下的生存困难的问题,包括传感器安装箱、轴座、连接锁扣、承风板和盖板组件;轴座内设有转轴,固定在传感器安装箱的顶部;连接锁扣的左端与转轴固连,右端固定承风板;盖板组件的下端与传感器安装箱的底部铰接,上端与连接锁扣锁紧;盖板组件的左侧面盖住传感器敏感面;当承风板在***冲击波的冲击下转向,使得连接锁扣与盖板组件脱开,露出传感器的敏感面。本发明利用机械装置结构消除冲击波首峰对测试传感器的直接冲击破坏作用,迅速将测试传感器敏感器件曝露在测试场范围内,完成实验数据的采集,对实验获取的数据精确度影响很小。
Description
技术领域
本发明属于冲击动力学测试技术领域,具体涉及一种***测试用传感器侧向安装保护装置。
背景技术
冲击动力学测试技术是冲击动力学实验研究中的一种重要手段,测试数据的获取率和精确度直接影响冲击动力学实验研究结论,是制约该学科快速发展的重要因素之一。在***实验中,冲击波作用在物体上的力呈指数衰减,首峰压力非常高,但衰减极快。测试传感器往往在冲击波首峰的冲击下很难存活,经常是十不存一。由于传感器的损坏导致很难获得实验数据,特别是精确的完整的实验数据就更难获得,从而导致实验的失败或是重复实验数量的增加。因此,在冲击动力学实验研究中,测试传感器能够很好的生存下来,将大大提高实验测试数据的获取率,同时能够减少实验研究周期和降低研究成本。
发明内容
为了解决传感器在***冲击波作用下的生存困难的问题,本发明设计了一种测试传感器的保护装置,利用机械装置结构设计消除冲击波首峰对测试传感器的直接冲击破坏作用,然后迅速将测试传感器敏感器件曝露在测试场范围内,完成实验数据的采集,对实验获取的数据精确度影响很小。
本发明的技术解决方案是提供一种***测试用传感器侧向安装保护装置,其特殊之处在于:包括传感器安装箱、轴座、连接锁扣、承风板和盖板组件;
上述传感器安装箱用于安装传感器,安装后,确保传感器敏感面曝露在箱体外部;
上述轴座内设有转轴,固定在传感器安装箱的顶部;
上述连接锁扣的左端与转轴固连,右端固定承风板;
上述盖板组件的下端与传感器安装箱的底部铰接,上端与连接锁扣配合锁紧;此时,盖板组件的左侧面盖住传感器敏感面,且承风板与传感器敏感面相垂直;
当承风板在***冲击波的冲击下转向,能够使得连接锁扣与盖板组件脱开,在重力作用下,盖板组件绕铰接部位旋转,露出传感器的敏感面。
进一步地,上述连接锁扣与盖板组件上端的配合处开设卡槽,当承风板在***冲击波的冲击下转向时,盖板组件上端从卡槽内脱离。
进一步地,该保护装置还包括配重块,上述配重块固定在盖板组件的右侧面上,且盖板组件加上配重块的重心在铰接部位的外侧,将远离传感器安装箱的一侧定义为外侧。
进一步地,该保护装置还包括盖板转轴,所述盖板组件的下端与传感器安装箱的底部通过盖板转轴铰接。
进一步地,上述传感器安装箱的顶部与底部具有延伸出箱体本体的支撑部;上述轴座固定在位于传感器安装箱顶部的支撑部上;上述盖板组件的下端与位于传感器安装箱底部的支撑部铰接。
进一步地,上述盖板组件包括相互平行的左侧盖板与右侧盖板,还包括用于连接左侧盖板与右侧盖板的连接杆;
上述配重块固定在右侧盖板上;
上述右侧盖板的下端与位于底部的支撑部铰接,另一端与连接锁扣锁紧;左侧盖板的长度小于两支撑部之间的距离,确保连接锁扣锁紧右侧盖板时,左侧盖板能够位于两支撑部之间,盖住传感器的敏感面。
本发明所具有的有益效果:
1、本发明端盖组件的打开时间尺度远大于冲击波传输和衰减时间尺度,能够有效消除冲击波首峰对传感器的直接破坏作用,从而起到保护传感器作用,确保多种测量传感器在各种强冲击波用下的生存,能够有效提高测量传感器实验数据获取率,减少实验研究周期和降低研究成本。
2、本发明利用巧妙的机械结构即可实现***冲击波作用下传感器的保护,非常有效地降低了实验成本,靠冲击波冲击承风板使得盖板组件打开露出传感器敏感面,不存在安全隐患。
附图说明
图1为本发明使用环境示意图;
图2为保护装置主要结构及安装状态;
图3为保护装置锁紧结构示意图;
图4为保护装置工作初始状态;
图5为保护装置工作中间状态;
图6为保护装置工作完成状态;
图中:1-传感器正向安装位置;2-传感器侧向安装位置;3-实验空间;4-爆心位置;5-传感器安装箱;51-支撑部;6-传感器;7-轴座;71转轴;8-连接锁扣;9-承风板;10-盖板组件;101-左侧盖板;102-右侧盖板;103-连接杆;104-档杆;11-配重块;12-盖板转轴。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细的描述。
图1为本发明所述的使用环境示意图,在实验空间3中进行***实验,爆心位置为附图标记4所示位置,实验中测试传感器安装方式有两种,一是位置1的正向安装方式,即传感器敏感面与***冲击波传播方向垂直;二是位置2的侧向安装方式,即传感器敏感面与***冲击波传播方向平行。本发明适用于位置2处传感器的保护,能够消除冲击波首峰对测试传感器的直接冲击破坏作用。
图2为侧向安装传感器保护装置的主要结构及安装状态。其结构主要由传感器安装箱5、传感器6、轴座7、连接锁扣8、承风板9、盖板组件10、配重块11和盖板转轴12组成。实验中,传感器安装箱5一般固定安装在实验空间测点处的墙壁、地面或其它固定支架上。
测试用传感器6安装在传感器安装箱5内,其敏感面曝露在箱体外部,数量可以根据实验需求增减,从图中可以看出,本实施例传感器整齐的排列安装在传感器安装箱5的某一侧壁。传感器安装箱5的顶部及底部在同一方向上具有延伸出的支撑部51,轴座7固定在位于顶部的支撑部51上,其内设有转轴71。连接锁扣8的左端安装在轴座7内的转轴71上,右端连接承风板9,承风板9所在平面与传感器6的敏感面相互垂直,即在测试时,承风板9与***冲击波传播方向相互垂直,直接面对冲击波。从图3中可以看出,盖板组件10的下端通过盖板转轴12与位于底部的支撑部51铰接,其上端设置固连档杆104,连接锁扣8设置U型槽,在实验初始安装状态下,档杆104刚好位于U型槽中,可以锁住盖板组件10,阻止其旋转,此时盖板组件10左侧面盖住传感器6敏感面。当承风板9在***冲击波的冲击下转向时,盖板组件10上端从卡槽内脱离。在其他实施例中还可以采用其他锁紧结构。配重块11固定在盖板组件10的右侧面,确保盖板组件10加上配重块11的重心在盖板转轴12的外侧,当没有其它约束时,在重力作用下,盖板组件10会绕盖板转轴12旋转,露出传感器6敏感面。
从图中可以看出,本实施例盖板组件10由左侧盖板101、右侧盖板102及位于左侧盖板101与右侧盖板102之间的连接杆103构成,配重块11固定在右侧盖板102上。其中右侧盖板102的长度大于左侧盖板101的长度,右侧盖板的一端通过盖板转轴12与位于底部的支撑部51铰接,另一端固连的档杆104被连接锁扣8设置的U型槽锁住,左侧盖板101的长度稍小于两支撑部之间的距离,确保连接锁扣8扣住右侧盖板102时,左侧盖板101能够位于两支撑部之间,盖住传感器6的敏感面。
图4为保护装置打开状态,即在***冲击波的作用下,承风板9正面承受冲击波压力,带动连接锁扣8绕轴座7内的转轴旋转,松开对盖板组件10上端的约束,盖板组件10在重力的作用下绕盖板转轴12旋转,露出传感器6敏感面,此时传感器6基本曝露在***环境中,可以测得***后实验空间中的准静态和静态情况下的压力、温度等参数。图5和图6为保护装置后续状态。
如前所述,本发明使用为非可逆过程,其工作原理可以简单的描述为:安装初始阶段本发明的主要结构端盖组件10左侧面遮挡住传感器6,起到保护作用。连接锁扣8将端盖组件10安装状态锁定。使用过程中承风板9承受冲击波正向冲击作用,带动连接锁扣8绕轴座7内的转轴旋转,解除了连接锁扣8对端盖组件10的状态锁定。端盖组件10受自重和配重块11重力的影响绕盖板转轴12向下旋转,露出传感器6敏感面从而对实验参数进行测量。由于,机械结构打开时间尺度远大于冲击波传输和衰减时间尺度,因此,该装置能够消除冲击波首峰对传感器5的直接破坏作用,从而起到保护传感器5作用。
需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。另外,需要注意的是,图1至图5均仅作为示例,其并非是按照等比例的条件绘制的,并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
Claims (5)
1.一种***测试用传感器侧向安装保护装置,其特征在于:包括传感器安装箱(5)、轴座(7)、连接锁扣(8)、承风板(9)、盖板组件(10)和配重块(11);
所述传感器安装箱(5)用于安装传感器,安装后,确保传感器敏感面曝露在箱体外部;
所述轴座(7)内设有转轴(71),固定在传感器安装箱(5)的顶部;
所述连接锁扣(8)的左端与转轴(71)固连,右端固定承风板(9);
所述盖板组件(10)的下端与传感器安装箱(5)的底部铰接,上端与连接锁扣(8)配合锁紧;此时,盖板组件(10)的左侧面盖住传感器(6)敏感面,且承风板(9)与传感器敏感面相垂直;
所述配重块(11)固定在盖板组件(10)的右侧面上,且盖板组件(10)加上配重块(11)的重心在铰接部位的外侧,将远离传感器安装箱(5)的一侧定义为外侧;
当承风板(9)在***冲击波的冲击下转向,能够使得连接锁扣(8)与盖板组件(10)脱开,在重力作用下,盖板组件(10)绕铰接部位旋转,露出传感器(6)的敏感面。
2.根据权利要求1所述的***测试用传感器侧向安装保护装置,其特征在于:所述连接锁扣(8)与盖板组件(10)上端的配合处开设卡槽,当承风板(9)在***冲击波的冲击下转向时,盖板组件(10)上端从卡槽内脱离。
3.根据权利要求2所述的***测试用传感器侧向安装保护装置,其特征在于:还包括盖板转轴(12),所述盖板组件(10)的下端与传感器安装箱(5)的底部通过盖板转轴(12)铰接。
4.根据权利要求3所述的***测试用传感器侧向安装保护装置,其特征在于:所述传感器安装箱(5)的顶部与底部具有延伸出箱体本体的支撑部;所述轴座(7)固定在位于传感器安装箱(5)顶部的支撑部上;所述盖板组件(10)的下端与位于传感器安装箱(5)底部的支撑部铰接。
5.根据权利要求3-4任一所述的***测试用传感器侧向安装保护装置,其特征在于:所述盖板组件(10)包括相互平行的左侧盖板(101)与右侧盖板(102),还包括用于连接左侧盖板(101)与右侧盖板(102)的连接杆(103);
所述配重块(11)固定在右侧盖板(102)上;
所述右侧盖板(102)的下端与位于底部的支撑部(51)铰接,另一端与连接锁扣(8)锁紧;左侧盖板(101)的长度小于两支撑部(51)之间的距离,确保连接锁扣(8)锁紧右侧盖板(102)时,左侧盖板(101)能够位于两支撑部之间,盖住传感器(6)的敏感面。
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