一种测量板弹簧形变部质量的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种测量板弹簧形变部质量的系统，包含：固定装置；配重件；振动驱动器；非接触式的位移传感器；处理装置，其被配置成：接收配重件质量的信息；根据第一位移变化信息、第二位移变化信息得到第一频率信息f1和第二频率信息f2，根据公式计算形变部和振动驱动器整体的质量，m1为配重件的质量。本申请的技术方案能在不改变板弹簧结构的基础上，通过测量板弹簧的振动频率，间接计算得到板弹簧的形变部和振动驱动器整体的有效质量，结构简单。本申请另提供一种测量板弹簧形变部质量的方法。形变部质量的方法。形变部质量的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种测量板弹簧形变部质量的系统和方法


[0001]本专利技术涉及板弹簧形变部质量的测试技术，具体地，涉及一种测量板弹簧形变部质量的系统和方法。

技术介绍

[0002]斯特林制冷机是一种回热式低温制冷机，采用直线电机进行驱动，具有效率高、结构紧凑、体积小的特点。板弹簧技术是斯特林制冷机长寿命，高可靠运行的关键技术之一，板弹簧通常与斯特林制冷机的活塞和排出器相连，其弹簧臂(形变部)作为运动部件的一部分提供轴向的往复力，其外缘(固接部)与机器外壳紧固连接，为活塞和排出器提供径向支撑维持间隙密封。在斯特林制冷机中，运动部件的质量关系到机器的制冷性能、振动幅度以及工作噪声。而运动部件整体的质量，通常是在设计阶段对制冷机模型进行优化分析得出。实际制造过程中，若没有将板弹簧参与运动的弹簧臂的质量计算在内，会导致最终的成品机在预定的工作频率下无法满足设计时的性能需求，且整机的振动和噪声也会恶化。目前并未有一种通用的简单有效的方法用于测量参与运动的板弹簧弹簧臂部分的质量。有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是如何测量板弹簧形变部的质量。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种测量板弹簧形变部质量的系统，所述板弹簧具有固接部和形变部，所述系统包含：固定装置，用以固定固接部，且在固定固接部时允许形变部沿轴向弹性振动；配重件；振动驱动器，通过对形变部施以初始激励而使形变部单独沿轴向弹性振动，且通过对形变部和配重件整体施以初始激励而使形变部和配重件整体沿轴向弹性振动；非接触式的位移传感器，检测形变部单独沿轴向弹性振动的第一位移变化信息、以及形变部和配重件整体沿轴向弹性振动的第二位移变化信息；处理装置，其被配置成：接收配重件质量的信息；接收第一位移变化信息并形成相对应的第一位移时序函数信息，接收第二位移变化信息并形成相对应的第二位移时序函数信息；对第一位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第一频谱函数信息，对第二位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第二频谱函数信息；提取第一频谱函数信息中振幅最大时的第一频率信息f1，提取第二频谱函数信息中振幅最大时的第二频率信息f2；根据公式计算形变部和振动驱动器整体的质量，其中m为为形变部和振动驱动器整体的质量，m1为配重件的质量。
[0005]较佳地，所述处理装置还被配置成：接收振动驱动器(5)质量的信息；根据公式m3＝m
‑
m2计算形变部的质量，m2为振动驱动器的质量，m3为形变部的质量。
[0006]较佳地，所述振动驱动器具有连接杆，所述排出器通过连接杆与形变部相固接。
[0007]较佳地，所述连接杆穿过所述形变部的轴心，并通过轴向定位螺母与形变部相固
接。
[0008]较佳地，所述配重件能够可拆卸地安装于所述连接杆上。
[0009]较佳地，所述非接触式的位移传感器为激光位移传感器、电感式位移传感器或磁滞伸缩位移传感器。
[0010]本申请另提供一种测量板弹簧形变部质量的方法，其通过使用前述任一项所述的测量板弹簧形变部质量的系统完成，所述方法包含以下步骤：使固定装置固接板弹簧的固接部；使处理装置接收配重件质量的信息；使振动驱动器对形变部施以初始激励而使形变部单独沿轴向弹性振动；使非接触式的位移传感器检测形变部单独沿轴向弹性振动的第一位移变化信息；使处理装置依次接收第一位移变化信息并形成相对应的第一位移时序函数信息，对第一位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第一频谱函数信息，提取第一频谱函数信息中振幅最大时的第一频率信息f1；使振动驱动器对形变部和配重件整体施以初始激励而使形变部和配重件整体沿轴向弹性振动；使非接触式的位移传感器检测形变部和配重件整体沿轴向弹性振动的第二位移变化信息；使处理装置依次接收第二位移变化信息并形成相对应的第二位移时序函数信息，对第二位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第二频谱函数信息，提取第二频谱函数信息中振幅最大时的第二频率信息f2；使处理装置根据公式计算形变部，其中m为形变部和振动驱动器整体的质量，m1为配重件的质量。
[0011]较佳地，所述方法还包含以下步骤：使处理装置接收振动驱动器的质量的信息；使处理装置根据公式m3＝m
‑
m2计算形变部的质量，m2为振动驱动器的质量，m3为形变部的质量。
[0012]由于采用了以上技术方案，本专利技术具有以下有益效果：
[0013]1、本申请的技术方案能在不改变板弹簧结构的基础上，通过测量板弹簧的振动频率，间接计算得到板弹簧的形变部和振动驱动器整体的质量，由于振动驱动器的质量能够直接测量，从而可将形变部和振动驱动器整体的质量减去振动驱动器的质量而得到形变部的质量，本申请的系统整体结构简单，有利于完善斯特林制冷机的优化流程。
[0014]2、本申请测量板弹簧形变部质量的系统测量过程中没有与形变部进行直接接触，消除了测量过程中其余因素的干扰，板弹簧的形变部测量的质量精度较高，有助于减小了斯特林制冷机整机性能仿真计算时由于质量参数的不精确导致的偏差。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。
[0016]图1绘示了板弹簧的示意图；
[0017]图2绘示了测量板弹簧形变部质量的系统的示意图
[0018]图3绘示了活塞和板弹簧相接的示意图；
[0019]图4绘示了测量板弹簧形变部质量的系统的信号流程图。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
[0022]结合图1，板弹簧2包含有固接部P1和形变部P2，固接部P1位于形变部外周侧。固接部P1开设有固接用的通孔，具体地，通孔用于和斯特林机的外壳进行紧固。形变部P2受轴向力作用时能够沿弹性振动并逐渐衰减直至停止，形变部P2的轴心开设有过孔，过孔用于和斯特林机的活塞或者排出器进行连接，为轴向运动提供往复力。形变部P2的固有频率而在形变部P2设置成与配重块4整体活动时，“形变部P2和配重块4”整体的固有频率其中m为形变部P2和振动驱动器5整体的的质量，m1为配重件4的质量，k为形变部轴向刚度。联立前述的方式程，可得出在m1确定的情况下，进一步得到f1、f2，即可计算出m。进一步地，根据公式m3＝m
‑
m2计算形变部的质量，m2为振动驱动器5的质量，m3为形变部的质量。应注意，根据板弹簧型线和结构参数的不同，板弹簧分为同心涡旋、偏心涡旋、线性臂等多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量板弹簧形变部质量的系统，所述板弹簧具有固接部(P1)和形变部(P2)，其特征在于，所述系统包含：固定装置(1)，用以固定固接部，且在固定固接部时允许形变部沿轴向弹性振动；配重件(4)；振动驱动器(5)，通过对形变部施以初始激励而使形变部单独沿轴向弹性振动，且通过对形变部和配重件(4)整体施以初始激励而使形变部和配重件(4)整体沿轴向弹性振动；非接触式的位移传感器(6)，检测形变部单独沿轴向弹性振动的第一位移变化信息、以及形变部和配重件(4)整体沿轴向弹性振动的第二位移变化信息；处理装置(7)，其被配置成：接收配重件(4)质量的信息；接收第一位移变化信息并形成相对应的第一位移时序函数信息，接收第二位移变化信息并形成相对应的第二位移时序函数信息；对第一位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第一频谱函数信息，对第二位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第二频谱函数信息；提取第一频谱函数信息中振幅最大时的第一频率信息f1，提取第二频谱函数信息中振幅最大时的第二频率信息f2；根据公式计算形变部和振动驱动器(5)整体的质量，其中m为形变部和振动驱动器(5)整体的质量，m1为配重件(4)的质量。2.根据权利要求1所述的测量板弹簧形变部质量的系统，其特征在于，所述处理装置(7)还被配置成：接收振动驱动器(5)质量的信息；根据公式m3＝m
‑
m2计算形变部的质量，m2为振动驱动器(5)的质量，m3为形变部的质量。3.根据权利要求1所述的测量板弹簧形变部质量的系统，其特征在于，所述振动驱动器(5)具有连接杆，所述振动驱动器(5)通过连接杆与形变部相固接。4.根据权利要求3所述的测量板弹簧形变部质量的系统，其特征在于，所述连接杆穿过所述形变部的轴心，并通过轴向定位螺母(3)与形变部相固接。5.根据权利要求3或4所述的测量板弹簧形变部...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军，赵钦宇，孔家煊，程路，赵胡荣，童贤彪，殷中华，
申请(专利权)人：日照华斯特林科技有限公司，
类型：发明
国别省市：