《【機(jī)械結(jié)構(gòu)論文】工程機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)的線(xiàn)檢測(cè)傳感器》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《【機(jī)械結(jié)構(gòu)論文】工程機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)的線(xiàn)檢測(cè)傳感器（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、【機(jī)械結(jié)構(gòu)論文】工程機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)的線(xiàn)檢測(cè)傳感器
摘要：大型工程中各種機(jī)械的力學(xué)參數(shù)對(duì)評(píng)測(cè)機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，為操作人員提供了較為準(zhǔn)確的信息，提升操作的精準(zhǔn)度。目前的部分工程器械只能測(cè)量和顯示液壓系統(tǒng)中的部分參數(shù)，不能全面體現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)，對(duì)實(shí)際操作有不利影響。另外，大多數(shù)參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法保存，給工程的回顧分析以及方案優(yōu)化等帶來(lái)了困難?；诖耍疚耐ㄟ^(guò)在線(xiàn)檢測(cè)傳感器實(shí)驗(yàn)為例，研究了一套能夠在線(xiàn)檢測(cè)、顯示、保存機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)的系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：大型工程；機(jī)械結(jié)構(gòu)；力學(xué)參數(shù)；在線(xiàn)檢測(cè)傳感器
隨著機(jī)械工程的發(fā)展和運(yùn)用，較多的大型工程都離不開(kāi)大型器械，人工操作時(shí)需要與
2、機(jī)器開(kāi)展交互，這就需要提前了解其運(yùn)行狀態(tài)，機(jī)械儀表能夠較好地實(shí)時(shí)顯示機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，但其顯示數(shù)據(jù)不全，無(wú)法記錄保存。因此，將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到工程機(jī)械在線(xiàn)檢測(cè)中，就能夠有效優(yōu)化參數(shù)檢測(cè)、傳輸、保存流程。而檢測(cè)系統(tǒng)中，傳感器的精良程度是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、精度高的來(lái)源，因此需要保證傳感器的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。
1在線(xiàn)檢測(cè)傳感器
當(dāng)前，大型工程機(jī)械的檢測(cè)和故障的維修診斷主要是針對(duì)液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)在機(jī)械結(jié)構(gòu)中的部分部位安裝傳感器就能夠有效獲取機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，不僅可以在機(jī)械發(fā)生故障時(shí)及時(shí)維修，避免停工帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，還可以通過(guò)分析參數(shù)的變化情況提前預(yù)知機(jī)械故障的發(fā)生，采取措施避免，或提前
3、準(zhǔn)備好維修的器材，縮短停工時(shí)間。主要的檢測(cè)數(shù)據(jù)有溫度、壓力等物理數(shù)據(jù)，通過(guò)傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器將其變?yōu)殡娦盘?hào)，然后使用放大器放大信號(hào)，再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，最終傳達(dá)給器械的使用人員，使其獲悉機(jī)械的內(nèi)部狀態(tài)。
2特征參數(shù)
在選擇參數(shù)時(shí)，需要注意參數(shù)的科學(xué)性、合理性和可實(shí)踐性，要盡量地全面體現(xiàn)工程機(jī)械工作狀態(tài)，并且測(cè)量難度不高，不會(huì)因?yàn)閷?duì)測(cè)量環(huán)境要求過(guò)高導(dǎo)致數(shù)據(jù)的誤差過(guò)大，可以通過(guò)選擇多項(xiàng)參數(shù)綜合測(cè)評(píng)，可以允許部分利用率較低的數(shù)據(jù)信息，信息冗余的成本較低時(shí)，能夠有效提升傳感器的測(cè)量有效性、經(jīng)濟(jì)效益。另外，需要注意，參數(shù)的數(shù)量不能過(guò)多，過(guò)多的參數(shù)會(huì)導(dǎo)致控制電路比較
4、復(fù)雜，不僅控制效果低，還會(huì)導(dǎo)致維修困難，成本也相應(yīng)增大。例如，針對(duì)液壓系統(tǒng)，一般選擇壓力、流量和溫度為參數(shù)，即可反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。另外，需要是實(shí)時(shí)參數(shù)，具有一定的預(yù)警作用，盡量不選擇滯后性過(guò)高的參數(shù)。
3檢測(cè)原理
目前，主要通過(guò)鐵磁材料的壓磁效應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，該方法具有簡(jiǎn)單、快速的優(yōu)點(diǎn)，能夠在各種惡劣環(huán)境中工作生效［1］。這種方法主要運(yùn)用的是壓磁效應(yīng)，即改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場(chǎng)強(qiáng)度H，從而改變材料的磁性能，最終會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)化為彈性能，進(jìn)而改變材料的ε和δ；反之，通過(guò)改變材料的ε和δ，也可以改變其B和H。但是普通的金屬材料，例如碳素鋼等，因?yàn)槠錂C(jī)電耦合系數(shù)很低
5、（一般在0．15到0．30之間），會(huì)造成其電壓變化與應(yīng)力變化的相關(guān)契合度不高，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不靈敏，因此需要尋找更加優(yōu)秀的材料［2］。我國(guó)通過(guò)運(yùn)用非晶態(tài)合金在此方面的研究取得了一些進(jìn)展，該材料的物理強(qiáng)度、化學(xué)性能都很優(yōu)良，適合用于壓磁效應(yīng)檢測(cè)。它能夠在高頻交變磁場(chǎng)中，保持靈敏的電磁阻抗效應(yīng)，從而為應(yīng)力壓磁效應(yīng)檢測(cè)提供基礎(chǔ)。
4關(guān)鍵環(huán)節(jié)
在傳感器的工作流程中，參數(shù)的測(cè)量和轉(zhuǎn)換時(shí)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是連接器械和用戶(hù)的重要部分［3］。在本次研究中，主要研究了機(jī)械應(yīng)力傳感器和扭矩傳感器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)以下的模擬實(shí)驗(yàn)分別研究了兩種測(cè)量模式。在本次研究中，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：第一，首
6、先將TM－M型的Fe基非晶態(tài)合金片制制作成為長(zhǎng)方形狀，然后將勵(lì)磁線(xiàn)圈D和E纏繞。然后將其按照機(jī)械系統(tǒng)的手方向粘貼材料的表面，從而使其產(chǎn)生壓磁效應(yīng)，出現(xiàn)電壓，最終將力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。第二，首先將TM－M型的Fe基非晶態(tài)合金片制制作成為長(zhǎng)方形狀然后進(jìn)行退火處理。然后將其按照機(jī)械系統(tǒng)的手方向粘貼材料的表面，當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)力后會(huì)導(dǎo)致磁導(dǎo)率變化，引起電壓變化，根據(jù)數(shù)值的變化獲取扭矩，這種測(cè)量模式還可以實(shí)現(xiàn)非基礎(chǔ)的應(yīng)力測(cè)量，極大地拓展了傳感器的工作空間。
5結(jié)束語(yǔ)
傳感器在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用要點(diǎn)就是合理準(zhǔn)確選擇參數(shù)，然后精確的獲取參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的信號(hào)，最終由
7、計(jì)算機(jī)處理分析，以自然語(yǔ)言呈獻(xiàn)給器械的操作或維護(hù)人員，參數(shù)是該模式中的核心，由此可見(jiàn)，未來(lái)提升參數(shù)的精度、降低參數(shù)測(cè)量成本和難度、提升參數(shù)信息利用率是傳感器發(fā)展的主要方向。通過(guò)本文的研究，我們總結(jié)了一種大型工程機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)在線(xiàn)檢測(cè)傳感器實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)，希望能夠?yàn)楣こ虣C(jī)械操作提供借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
［1］胡曄，盧耀祖，李志忠．大型橋吊結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)的反求研究［J］．中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2005（1）：29－32．
［2］馬世舉．基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的副反力墻結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析研究［D］．鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2016．
［3］王偉忠，趙玉龍，林啟敬．MEMS三維微力探針傳感器設(shè)計(jì)及性能測(cè)試［J］．納米技術(shù)與精密工程，2011，9（3）：199－202．
作者:劉成文 石延平 周慶貴 崔伯第 單位:江蘇省大型工程裝備檢測(cè)與控制重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室
【機(jī)械結(jié)構(gòu)論文】工程機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)的線(xiàn)檢測(cè)傳感器
