一种环形粒子速度计缠绕装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于爆炸实验测试的粒子速度计，具体涉及一种环形粒子速度计缠绕装置及其操作方法。解决了现有环形粒子速度计缠绕成型速度较慢、取线过程易使速度计扭曲变形以及缠绕模具尺寸不可调等技术问题。本发明专利技术装置包括支撑单元、缠绕单元、调节单元；支撑单元包括基座、多个导向块及导向杆；缠绕单元包括锥形绕线柱、多个导向板、安装板和导线槽；调节单元包括弹簧、调节螺杆、压块和调节螺母；导向板和安装板安装在支撑单元上，两者斜面压紧在锥形绕线柱外表面，调节螺杆与导向杆上端螺纹连接，弹簧、锥形绕线柱、压块依次套装在调节螺杆与导向杆的一体件上，导线槽安装在安装板上端。端。端。

A winding device for annular particle velocimeter and its operation method

【技术实现步骤摘要】
一种环形粒子速度计缠绕装置及其操作方法


[0001]本专利技术涉及一种用于爆炸实验测试的粒子速度计，具体涉及一种环形粒子速度计缠绕装置及其操作方法。

技术介绍

[0002]实验室化爆模拟实验是研究爆炸力学效应和材料动态力学行为的重要方法，在实验中，常需要对爆炸球面发散波传播规律进行研究。由于应力波在介质内部传播，需在介质内部安装相关传感器，但传感器安装本身又会对介质产生影响，考虑到实验室研究试件体积一般较小，因而要求传感器体积要尽可能小；此外，球面发散波在传播过程中幅值会随传播距离逐渐衰减，因此，需要传感器能在各测点处的测量信号均具备较高的信噪比。
[0003]环形粒子速度计由于其结构特点，能够较好克服上述问题，在爆炸力学实验领域得到广泛应用。该传感器是由细铜丝经过缠绕而成的环形线圈，体积较小，能较大程度减少材料差异对球面波波形的扰动；且该传感器在使用时以爆心为圆心进行安装，其感应面随介质半径的增大而增大，从而保证测量信号强度。在实验时，装置中通入恒强磁场，当球面波传播至传感器位置处时，周围介质会带动传感器线圈做切割磁力线运动，从而在线圈中产生感应电动势，通过测量感应电动势大小，即可获得球面发散波的波形信息。在此过程中，数据的测量精度受到环形粒子速度计缠绕和制备精度的影响。目前，对于整体性较强的实验材料，一般采用直接在试件上加工高精度的环形槽进行直接安装，但对于存在离散性的实验材料，如黄土等，由于无法通过机械加工形成安装槽，需要采用预制环形粒子速度计并预埋的方式进行安装。由于缠绕环形粒子速度计的铜丝直径不足1mm，缠绕过程极容易发生变形扭曲，现有技术主要使用加工有环槽的模具手工缠绕环形粒子速度计，但该方法虽能保证缠绕过程精度可靠，但取线过程极易使环形粒子速度计扭曲变形，且成型速度较慢；此外，模具的既设加工尺寸基本不具备可调节性，难以满足不同实验的制备需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有环形粒子速度计缠绕方式中存在的缠绕成型速度较慢、在取线过程极易使环形粒子速度计扭曲变形以及缠绕模具尺寸不可调无法满足不同实验制备需求的技术问题，而提供一种环形粒子速度计缠绕装置及其操作方法。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]一种环形粒子速度计缠绕装置，其特殊之处在于，包括支撑单元、缠绕单元和调节单元；
[0007]所述支撑单元包括基座、沿周向设置在基座上端的多个导向块、竖直设置在基座中心的导向杆以及橡胶环；
[0008]相邻导向块之间留有径向间隙，形成安装槽；
[0009]所述导向杆的下端与基座中心固定连接，上端中心沿轴向设置有螺纹孔；
[0010]所述缠绕单元包括锥形绕线柱、多个导向板、安装板和导线槽；
[0011]所述导向板的厚度与安装槽相适配，导向板设置在安装槽内且可沿安装槽径向移动，导向板内侧边与锥形绕线柱外表面相适配，且与锥形绕线柱外表面相接触；
[0012]所述安装板的厚度与安装槽相适配，安装板设置在安装槽内且可沿安装槽径向移动，安装板内侧边与锥形绕线柱外表面相适配，且与锥形绕线柱外表面相接触；
[0013]所述安装板和多个导向板的外侧边在导向块上方均设置有位于同一水平面的凹槽；
[0014]所述橡胶环套设在安装板和多个导向板的外侧且位于所述凹槽内；
[0015]所述锥形绕线柱中心沿轴向设置圆柱通孔，圆柱通孔的大端处设置有台阶孔；
[0016]所述圆柱通孔的直径与导向杆的外径相匹配；
[0017]所述锥形绕线柱套装在导向杆上，且大端朝上；
[0018]所述锥形绕线柱的锥面上设置有半径标尺；
[0019]所述安装板的上端沿径向设置第一横板，安装板与第一横板的中部连接，形成第一T形结构；
[0020]所述导线槽的底部沿径向设置有与第一T形结构相适配的第一T形导槽，上端沿径向设置有线槽，导线槽的内侧端面设置与锥形绕线柱外表面相适配的斜面；
[0021]所述线槽用于梳理铜丝；
[0022]所述导线槽与安装板通过第一T形导槽和第一T形结构连接，使得导线槽可在安装板上端沿径向移动；
[0023]所述调节单元包括弹簧、调节螺杆、压块和调节螺母；
[0024]所述弹簧套装在导向杆下部位置，上端与锥形绕线柱的小端接触，下端与基座上端面接触；
[0025]所述调节螺杆上设置螺纹，与导向杆上端通过螺纹连接；
[0026]所述压块为空心圆筒，套装在调节螺杆上，且下端与台阶孔底部接触；
[0027]所述调节螺母设置在调节螺杆上且压紧在压块的上端。
[0028]进一步地，所述缠绕单元还包括压线板；导线槽的线槽的截面为Y形，压线板的下端的截面为与线槽的开口相适配的倒梯形，压线板的内侧端面与锥形绕线柱外表面相适配；所述压线板位于导线槽的线槽内，压线板与导线槽形成矩形空腔，铜丝位于Y形结构底端。
[0029]进一步地，所述压块由两个半圆筒拼接形成；两个半圆筒上端设置有适配的半圆环形顶盖，拼接后形成完整的圆环形顶盖；所述导向板和安装板的内侧边与锥形绕线柱外表面相接触的位置处粘贴有与锥形绕线柱接触面相适配的橡胶片；所述调节螺母设置在调节螺杆上且压紧在压块上端的圆环形顶盖上。
[0030]进一步地，所述导向板和安装板的下端分别沿径向设置第二横板，导向板和安装板连接在第二横板的中部，形成第二T形结构；所述导向块下端两侧分别沿径向设置台阶缺口，相邻导向块的台阶缺口、安装槽与基座上端面形成与第二T形结构相适配的第二T形导槽；所述导向板或安装板通过第二T形结构和第二T形导槽配合，使得导向板或安装板可在相邻导向块之间径向移动。
[0031]进一步地，所述导向杆下端沿轴向设置螺纹孔，基座底部中心设置与螺纹孔对应的沉头通孔，导向杆与基座通过螺钉连接。
[0032]进一步地，所述导向块中部设置多个沿轴向的螺孔，基座设置有与导向块相适配的沉头通孔，多个导向块与基座通过螺钉从沉头通孔拧入到螺孔内进行连接。
[0033]一种环形粒子速度计缠绕装置的操作方法，基于前面所述的缠绕装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0034]S1)使用前检验与准备；
[0035]S1.1)检查各部件组成是否完好，
[0036]S1.2)将导向块和基座安装槽、导向杆圆柱面、锥形绕线柱内外壁面、导向板和安装板的安装端和导线槽底部的第一T形导槽擦拭干净，并涂抹润滑油；
[0037]S2)将支撑单元、调节单元、锥形绕线柱、多个导向板、以及安装板进行装配；
[0038]S3)速度计缠绕；
[0039]S3.1)将导线槽通过底部导槽滑入安装板上端，安装在安装板上方；
[0040]S3.2)拧松调节螺母，通过压块和弹簧推动锥形绕线柱向下或者向上运动，调节导向板斜面按压在锥形绕线柱处的半径为合适数值；
[0041]S3.3)将铜丝缠绕在锥形绕线柱上，并将铜丝梳理进导线槽上部的线槽内；
[0042]S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环形粒子速度计缠绕装置，其特征在于，包括支撑单元、缠绕单元和调节单元；所述支撑单元包括基座(1)、沿周向设置在基座(1)上端的多个导向块(2)、竖直设置在基座(1)中心的导向杆(5)以及橡胶环(12)；相邻导向块(2)之间留有径向间隙，形成安装槽；所述导向杆(5)的下端与基座(1)中心固定连接，上端中心沿轴向设置有螺纹孔；所述缠绕单元包括锥形绕线柱(6)、多个导向板(7)、安装板(8)和导线槽(10)；所述导向板(7)的厚度与安装槽相适配，导向板(7)设置在安装槽内且可沿安装槽径向移动，导向板(7)内侧边与锥形绕线柱(6)外表面相适配，且与锥形绕线柱(6)外表面相接触；所述安装板(8)的厚度与安装槽相适配，安装板(8)设置在安装槽内且可沿安装槽径向移动，安装板(8)内侧边与锥形绕线柱(6)外表面相适配，且与锥形绕线柱(6)外表面相接触；所述安装板(8)和多个导向板(7)的外侧边在导向块(2)上方均设置有位于同一水平面的凹槽；所述橡胶环(12)套设在安装板(8)和多个导向板(7)的外侧且位于所述凹槽内；所述锥形绕线柱(6)中心沿轴向设置圆柱通孔，圆柱通孔的大端处设置有台阶孔；所述圆柱通孔的直径与导向杆(5)的外径相匹配；所述锥形绕线柱(6)套装在导向杆(5)上，且大端朝上；所述锥形绕线柱(6)的锥面上设置有半径标尺；所述安装板(8)的上端沿径向设置第一横板，安装板(8)与第一横板的中部连接，形成第一T形结构；所述导线槽(10)的底部沿径向设置有与第一T形结构相适配的第一T形导槽，上端沿径向设置有线槽，导线槽(10)的内侧端面设置与锥形绕线柱(6)外表面相适配的斜面；所述线槽用于梳理铜丝(11)；所述导线槽(10)与安装板(8)通过第一T形导槽和第一T形结构连接，使得导线槽(10)可在安装板(8)上端沿径向移动；所述调节单元包括弹簧(4)、调节螺杆(13)、压块(14)和调节螺母(15)；所述弹簧(4)套装在导向杆(5)下部位置，上端与锥形绕线柱(6)的小端接触，下端与基座(1)上端面接触；所述调节螺杆(13)上设置螺纹，与导向杆(5)上端通过螺纹连接；所述压块(14)为空心圆筒，套装在调节螺杆(13)上，且下端与台阶孔底部接触；所述调节螺母(15)设置在调节螺杆(13)上且压紧在压块(14)的上端。2.根据权利要求1所述的一种环形粒子速度计缠绕装置，其特征在于：所述缠绕单元还包括压线板(9)；导线槽(10)的线槽的截面为Y形，压线板(9)的下端的截面为与线槽(10)的开口相适配的倒梯形，压线板(9)的内侧端面与锥形绕线柱(6)外表面倾角一致；所述压线板(9)位于导线槽(10)的线槽内，压线板(9)与导线槽(10)形成矩形空腔，铜丝(11)位于Y形结构底端。3.根据权利要求1或2所述的一种环形粒子速度计缠绕装置，其特征在于：
所述压块(14)由两个半圆筒拼接形成；两个半圆筒上端设置有适配的半圆环形顶盖，拼接后形成完整的圆环形顶盖；所述导向板(7)和安装板(8)的内侧边与锥形绕线柱(6)外表面相接触的位置处粘贴有与锥形绕线柱(6)接触面相适配的橡胶片；所述调节螺母(15)设置在调节螺杆(13)上且压紧在压块(14)上端的圆环形顶盖上。4.根据权利要求3所述的一种环形粒子速度计缠绕装置，其特征在于：所述导向板(7)和安装板(8)的下端分别沿径向设置第二横板，导向板(7)和安装板(8)连接在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯凯，卢强，张向荣，丁洋，李鹏毅，刘赟哲，李翱，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：