吸附式壓電激勵振子的制作方法
【專利摘要】針對現(xiàn)有激勵振子的不足，本發(fā)明提供一種吸附式壓電激勵振子，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)行實時在線監(jiān)測。
【專利說明】吸附式壓電激勵振子【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力檢測設(shè)備領(lǐng)域，尤其適用于高壓瓷支柱絕緣子檢測中的激振裝置，具體涉及一種吸附式壓電激勵振子。
【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。現(xiàn)有的瓷支柱絕緣子的型號種類多達(dá)幾十種，安裝后的長度尺寸在0.6米到10.2米之間不等，其工作時的固有頻率范圍覆蓋1-15千赫茲(KHz)范圍。若要對瓷支柱絕緣子進(jìn)行機(jī)械性能試驗，則需要將檢測設(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)，如果要對瓷支柱絕緣子的工作狀態(tài)進(jìn)行在線檢測，則必須先滿足上述尺寸限制的要求。
[0003]激勵振子(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，是對瓷支柱絕緣子機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測的重要部件，通過激勵振子能使被測的瓷支柱絕緣子獲得一定形式和大小的振動量，從而對絕緣子進(jìn)行振動和強(qiáng)度試驗。但是，現(xiàn)有的激勵振子所需要的最小安裝尺寸為Φ50πιπι，且現(xiàn)有的激勵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瓷支柱絕緣子進(jìn)行帶電拆裝與檢測的要求。此外，現(xiàn)有激勵振子與瓷支柱絕緣子的基座之間的連接是采用螺栓實現(xiàn)緊固的，影響對瓷支柱絕緣子的性能檢測。
[0004]綜上所述，目前市場急需一種用于瓷支柱絕緣子進(jìn)行機(jī)械性能試驗的、提供線性振動且振動頻率范圍涵蓋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振子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有激勵振子的上述不足，本發(fā)明提供一種吸附式壓電激勵振子，其具體結(jié)構(gòu)如下:
吸附式壓電激勵振子，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橡膠套7。所述橡膠套7呈二級臺階狀的圓柱體。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的一級臺階端面上，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的瓷支柱絕緣子的法蘭上，作為瓷支柱絕緣子定向振動的激振源，且該激振源頻寬、縱向、聚能、線性；
本產(chǎn)品的振動機(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)品能夠針對瓷支柱絕緣子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與振動形式，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的寬頻、縱向、聚能激發(fā)式壓電振動，其震動頻率在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，振動形式為縱向聚能輸出，符合檢測的性能要求，在設(shè)備的體積和所能實現(xiàn)的功能上均符合市場需求，能夠適用的范圍廣。
[0014]綜上所述，本吸附式壓電激勵振子具有體積小、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、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橡膠套7。所述橡膠套7呈二級臺階狀的圓柱體。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的一級臺階端面上，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，只需將本產(chǎn)品吸附在被測絕緣子的底法蘭上或其它鐵磁試品上，再將電信號由接線端子I引入即可，其中，接線端子I的芯與電信號的正極相連接，接線端子I的外螺扣與電信號的負(fù)極相連接，由壓電陶瓷組4將電信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的振動信號并推動聚能針6輸出振動。
[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)生并輸出振動頻率在I至20ΚΗζ之間的振動，同時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橡膠套(7);所述橡膠套(7)呈二級臺階狀的圓柱體；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)的一級臺階端面上，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振子，其特征在于，在底座(8)的外側(cè)面上覆蓋有一個圓環(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】G01M7/02GK104001660SQ201410176491
【公開日】2014年8月27日 申請日期: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