一种高聚能大冲击脉冲力锤制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高聚能大冲击脉冲力锤。该冲力锤包括中空的碳纤维锤柄，锤柄的前端设置锤头，锤头的下端设置力传感器，力传感器的下端设置缓冲头，缓冲头包括低频缓冲头、中频缓冲头、中高频缓冲头，根据待测物不同更换对应的缓冲头，缓冲头的上端面与力传感器的敏感面端面直接接触，锤柄的内部贯穿电缆线，电缆线的一端与力传感器连接，另一端连接高输入阻抗变换器，高输入阻抗变换器固接于锤柄的尾端并与BNC连接头相连，高输入阻抗变换器输出信号由BNC传出，高输入阻抗变换器采用二线制传输方式，供电与信号输出共用一根线。本实用新型专利技术解决了现有技术冲击量程较小，脉冲能量谱不均匀，难以充分激发低频共振，影响试验效果的问题。验效果的问题。验效果的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高聚能大冲击脉冲力锤


[0001]本技术涉及传感器领域，特别是涉及一种用于共振检测、试验设计及模态试验等阻尼结构的动态特性测试的脉冲力锤。

技术介绍

[0002]现有的脉冲力锤，冲击力量程仅到20kN，冲击能量和频谱不集中，激励的脉冲信号功率谱较乱，有些功率谱的分量为零，使得传递函数分母为零，因而其传递函数发生畸变，无法适用于共振检测、试验设计及模态试验等阻尼结构的动态特性测试。现有的脉冲力锤主要的问题是冲击量程较小，无法激励大型结构件；脉冲能量谱不均匀，传递函数畸变；难以充分激发低频共振，影响试验效果。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种通过更换缓冲头可以有效扩大冲击力量程的高聚能大冲击脉冲力锤。
[0004]为了实现上述目的，本技术高聚能大冲击脉冲力锤采用的如下技术方案：
[0005]一种高聚能大冲击脉冲力锤，包括中空的碳纤维锤柄，锤柄的前端设置有锤头，锤头的下端设置有力传感器，力传感器的下端设置有缓冲头，缓冲头包括低频缓冲头、中频缓冲头、中高频缓冲头，根据待测物不同更换对应的缓冲头，缓冲头的上端面与力传感器的敏感面端面直接接触，所述锤柄的内部贯穿有电缆线，电缆线的一端与力传感器连接，另一端连接高输入阻抗变换器，高输入阻抗变换器固接于锤柄的尾端并与BNC连接头相连，高输入阻抗变换器输出信号由BNC传出，高输入阻抗变换器采用二线制传输方式，供电与信号输出共用一根线。三种缓冲头，刚度及材料按照软(低频)、中(中频)、硬(中高频)进行独特的设计，通过变更缓冲头，使得力锤能够在相应的频段产生均匀的激励力功率谱，传递函数无畸变。锤柄采用碳纤维材料，中空设计，保证了力锤重量尽可能集中于锤头上，产生高能力的激励，也保证了力锤整体轻便，使用安全。缓冲头通过螺纹与力传感器敏感面直接接触，无失真的感受到冲击力的变化，完整拾取脉冲力的全频段信号。高输入阻抗变换器内置于锤柄内，采用二线制传输方式(供电与信号输出共用一根线)，可有效隔离外界对电荷信号的干扰，提高抗干扰能力。
[0006]锤头设置有锤柄插入的盲孔，该盲孔螺纹连接有套接在锤柄外侧的衬套，衬套与锤柄处设置有垂直于二者的螺栓螺母将锤柄与衬套固定连接。采用衬套提高锤柄与锤头之间的可靠，保证了连接的稳定性。
[0007]所述锤头的顶部设置有螺纹孔用于安装附加质量块。可拆卸和更换的附加质量块，可有效加大激励能量，适用于激励大型结构件。
[0008]所述力传感器包括上下布置的两个膜片，两个膜片通过双头螺栓连接，在两个膜片之间由上至下依次贴合有导电片、晶片、导电片、晶片，两个导电片与电缆线连接，处在最下端的晶片与处在下侧的膜片贴合，处在下侧的膜片的下端面通过螺钉与缓冲头的上端面
贴合。
[0009]所述低频缓冲头为蓝色、中频缓冲头为黑色、中高频缓冲头为白色，按照硬度，低频缓冲头＜中频缓冲头＜中高频缓冲头。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
[0011]通过变更缓冲头，使得力锤能够在相应的频段产生均匀的激励力功率谱，传递函数无畸变。锤柄采用碳纤维材料，中空设计，保证了力锤重量尽可能集中于锤头上，产生高能力的激励，也保证了力锤整体轻便，使用安全。缓冲头通过螺纹与力传感器敏感面直接接触，无失真的感受到冲击力的变化，完整拾取脉冲力的全频段信号。高输入阻抗变换器内置于锤柄内，采用二线制传输方式(供电与信号输出共用一根线)，可有效隔离外界对电荷信号的干扰，提高抗干扰能力。
附图说明
[0012]图1为本技术高聚能大冲击脉冲力锤的结构示意图；
[0013]图2为图1的A处放大图；
[0014]图3为图1的B处放大图；
[0015]图4为力传感器的剖视图；
[0016]图5为采用中频缓冲头力锤检测的功率谱；
[0017]图6为采用中高频缓冲头力锤检测的功率谱；
[0018]图7为采用低频缓冲头力锤检测的功率谱。
[0019]其中，1锤柄，2锤头，21盲孔，22螺纹孔，3衬套，4附加质量块，5力传感器，51膜片，52双头螺栓，53导电片，54晶片，6缓冲头，7电缆线，8高输入阻抗变换器，9BNC连接头。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施方式，进一步阐明本技术，应理解这些实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0021]如图1
‑
7所示，一种高聚能大冲击脉冲力锤，包括中空的碳纤维锤柄1，锤柄的前端布置锤头2，锤头的腰部开设锤柄插入的盲孔21，盲孔螺纹连接套接在锤柄外侧的衬套3，衬套与锤柄处布置垂直于二者的螺栓螺母将锤柄与衬套固定连接，采用衬套拓展锤柄与锤头之间的长度，保证了连接的稳定性，锤头的顶部开设螺纹孔22用于安装附加质量块4，可拆卸和更换的附加质量块，可有效加大激励能量，适用于激励大型结构件，锤头的下端螺纹连接力传感器5，力传感器5包括上下布置的两个膜片51，两个膜片通过双头螺栓52连接，在两个膜片之间由上至下依次贴合有导电片53、晶片54、导电片53、晶片54，两个导电片53与电缆线连接，处在最下端的晶片与处在下侧的膜片贴合，处在下侧的膜片的下端面通过螺钉与缓冲头的上端面贴合。缓冲头为可替换的缓冲头，包括低频缓冲头、中频缓冲头、中高频缓冲头，低频缓冲头为蓝色、中频缓冲头为黑色、中高频缓冲头为白色，按照硬度，低频缓冲头＜中频缓冲头＜中高频缓冲头，根据待测物不同更换对应的缓冲头，缓冲头的上端面与力传感器的敏感面端面直接接触，锤柄的内部贯穿电缆线7，电缆线的一端与力传感器连接，另一端连接高输入阻抗变换器8，高输入阻抗变换器内置于锤柄的尾端，高输入阻抗变
换器固接对外输出信号的BNC连接头9，高输入阻抗变换器采用二线制传输方式，供电与信号输出共用一根线。
[0022]一种高聚能大冲击脉冲力锤的具体工作过程与原理：人力驱动锤柄，使锤头对准试件的激励点进行锤击，缓冲头与被激励试件碰撞产生脉冲激励，并产生一定的变形，缓冲头与力传感器的敏感面直接接触，力传感器感受到脉冲力，产生机械变形，传递到力传感器的敏感压电石英晶片，由于压电效应原理，压电石英晶片产生电荷信号，通过电缆线传输给高输入阻抗变换器，高输入阻抗变换器将电荷信号进行高阻抗变换，输出低阻抗电压信号，通过BNC连接头输出相应的电信号，BNC连接头将信号提供给后续仪器进行信号调理和分析，同时后续仪器通过BNC接头为高输入阻抗变换器提供工作恒流源。
[0023]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高聚能大冲击脉冲力锤，其特征在于：包括中空的碳纤维锤柄，锤柄的前端设置有锤头，锤头的下端设置有力传感器，力传感器的下端设置有缓冲头，缓冲头包括低频缓冲头、中频缓冲头、中高频缓冲头，根据待测物不同更换对应的缓冲头，缓冲头的上端面与力传感器的敏感面端面直接接触，所述锤柄的内部贯穿有电缆线，电缆线的一端与力传感器连接，另一端连接高输入阻抗变换器，高输入阻抗变换器固接于锤柄的尾端并与BNC连接头相连，高输入阻抗变换器输出信号由BNC传出，高输入阻抗变换器采用二线制传输方式，供电与信号输出共用一根线。2.根据权利要求1所述的高聚能大冲击脉冲力锤，其特征在于：锤头设置有锤柄插入的盲孔，该盲孔螺纹连接有套接在锤柄外侧的衬套，衬套与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈启山，许杰，谢祝辉，
申请(专利权)人：扬州英迈克测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：