CN110006581B - 一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置及固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置及固定方法，属于爆炸场空气冲击波超压测量技术领域，解决了现有技术中无法实现传感器在任意位置、任意方位上进行快速调节固定，指向位置不准、固定不牢和效率低下的缺陷。本发明装置包括俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器，固定装置用于杆式压力传感器任意方向和位置的固定。本发明装置适用于爆炸试验场地杆式压力传感器的固定。

Description

一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置及固定方法

技术领域

本发明属于爆炸场空气冲击波超压测量技术领域，特别是涉及一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置及固定方法。

背景技术

测量爆炸场空气冲击波压力时，需使用压力传感器，其中杆式压力传感器(如笔杆式压力传感器、圆饼形压力传感器)是测试空气中入射冲击波压力的常用传感器，这类传感器需安装离地面一定高度，并且传感器轴线方向指向爆心或与爆心在同一平面内。由于测量场地高低不平，爆心位置也根据测量要求现场设置，这就必需要求杆式压力传感器能够根据现场情况快速调节位置和指向，其固定装置也必需有足够的强度和刚度。目前国内在进行测量爆炸场空气冲击波超压时采用的是简易的安装支架，无法实现传感器在任意位置、任意方位上进行快速调节固定，只能通过改变插夹位置进行自由度的调节，造成指向位置不准、固定不牢和效率低下的缺陷，从而影响爆炸场空气冲击波超压测试的精度。

为解决现有的杆式压力传感器固定装置的上述问题，急需一种可在任意方向任意位置快速调节固定杆式压力传感器的专用安装装置。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置及固定方法，用以解决现有的杆式传感器安装结构给测量带来的负面影响。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置，包括俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器，固定装置用于杆式压力传感器任意方向和位置的固定；

高低升降器包括上管、下管和锥面锁紧螺母，锥面锁紧螺母和下管的上端部上有相互配合的锥面和螺纹，上管穿过锥面锁紧螺母中心的通孔插入下管中；

水平旋转座安装在上管的上端部并可绕上管的轴线旋转；

俯仰旋转头安装在水平旋转座上，俯仰旋转头下端为圆弧形，用于俯仰旋转头与水平面夹角的改变；俯仰旋转头上端为矩形结构，矩形结构上端设置有安装孔，安装孔用于安装杆式压力传感器；安装孔的中心轴线与矩形结构上表面平行，矩形结构上表面设置有通至安装孔的顶丝，顶丝用于固定杆式压力传感器。

进一步的，俯仰旋转头下端设置有凹槽，在圆弧形的圆心位置设置有第一通孔。

进一步的，水平旋转座上端为凸台，下端为旋转柱；凸台上设置有与第一通孔相匹配的第二通孔，凸台安装在俯仰旋转头下端设置的凹槽内，固定螺钉通过第一通孔与第二通孔将水平旋转座与俯仰旋转头进行固定。

进一步的，凸台顶端为圆弧形，凹槽的深度与凸台高度相等。

进一步的，还包括锁紧单元，锁紧单元用于固定水平旋转座；还包括设置在传感器与俯仰旋转头之间的传感器绝缘套。

进一步的，旋转柱上开设有电缆通孔，上管和下管均为空心管，的电缆通孔与上管、下管形成一个杆式压力传感器外接电缆的通道。

进一步的，电缆通孔与水平面夹角为45°。

进一步的，还包括支座，支座中心设置有固定管，下管的下端插入固定管中，将固定螺母通过下管下端的螺纹旋至固定管下端，固定螺母外径大于固定管内径，固定螺母用于防止空气冲击波将下管冲出固定管；

支座的支脚端部开有固定孔，固定件通过固定孔将支座固定在地面上；

下管的上端部均布有6个直槽，下管的锥面部分下端设置有环形凹槽，直槽和环形凹槽用于提高锥面锁紧螺母对上管的锁紧能力。

一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置的杆式压力传感器的固定方法，包括以下步骤：

S1.将支座通过固定件固定在试验场地地面上；

S2.将俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器进行组装，然后将下管插入固定管中，用固定螺母进行固定；

S3.将杆式压力传感器套有绝缘套的一端插入俯仰旋转头的安装孔中；

S4.杆式压力传感器的电缆从水平旋转座上的电缆通孔进入上管、下管形成的通道中，电缆从下管下端的孔中伸出，然后再浅埋地表下；

S5.调整俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器，将杆式压力传感器的轴线方向指向爆心。

进一步的，步骤S5包括以下步骤：

S5-1.调整杆式压力传感器的高度：将锥面锁紧螺母旋松，将上管调整至需要的高度，重新旋紧锥面锁紧螺母；

S5-2.旋转水平旋转座，将杆式压力传感器旋至爆心与固定装置形成的平面内；

S5-3.旋松固定螺钉，调整俯仰旋转头，将杆式压力传感器的轴线方向指向爆心即可完成杆式压力传感器的固定。

与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：

1)本发明提供了一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置，通过调整俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器，可任意调整杆式压力传感器安装高度和杆式压力传感器轴线的指向，该装置可直接安装在爆炸试验场地，有足够的可抗爆炸冲击的强度和刚度，并尽可能地减少对冲击波压力场的干扰，以保证杆式压力传感器的测量精度。

2)本发明装置只要改变旋转头的传感器安装口的几何尺寸，或通过调整顶丝，本发明的可自由调节的杆式压力传感器固定装置，可适用于不同型号的杆式压力传感器，特别是采用直径

为的安装孔，再加上绝缘层，可牢固地安装直径

杆式压力传感器，更好地发挥该种传感器精度高的优势。

3)杆式压力传感器与旋转头之间设有的绝缘层，可防止由于杆式压力测量系统多点接地而形成的地面跨步电压干扰，提高了压力模拟信号的信噪比。

4)水平旋转座上开有电缆通孔，其与升降上管、下管形成一个杆式压力传感器外接电缆的通道，电缆从支架管内部通过，然后再浅埋地表下，降低了该固定装置爆炸冲击波受力面积，实际上就等于提高了固定装置的强度和刚度，同时也增强了传感器抗电磁干扰的能力；

电缆通孔与水平夹角成45°，电缆可随着俯仰旋转头的转动而及时发生变动，使电缆既不会因为电缆太过竖直从而影响俯仰旋转头的旋转，也不会夹角太小则电缆弯折太大，俯仰旋转头旋转时电缆无法及时变动造成电缆断裂。

5)下管的上端部锥面沿母线方向上均布开有宽1.5mm的六个直槽，且下管的锥面部分下端设置有环形凹槽，使凹槽处对应的管壁稍薄，使上端的锥面部分更易发生聚拢，提高了高低升降器的锥面锁紧螺母对升降上管的锁紧能力。

6)制成该固定装置的主要部件采用铝合金、不锈钢或普通碳素钢表面喷塑制成，不但有足够的强度和刚度，在各种大气环境中也有很好的耐腐蚀性能。

7)升降上管和下管由外径约为

壁厚约为1.5mm的钢质材料制成，采用三角或四角支座用250mm的长钉将固定装置牢固地固定在地面上，具有足够高的强度和刚度，适用于爆炸试验场地的杆式压力传感器，并从结构上保证了减少对冲击波压力场的干扰。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。

图1为本发明的可自由调节的杆式压力传感器固定装置装配图；

图2为俯仰旋转头结构图；

图3为水平旋转座结构图；

图4为锥面锁紧螺母结构图；

图5为下管上端部结构图；

图6为锁紧单元结构图。

附图标记：

1-杆式压力传感器；2-俯仰旋转头；3-水平旋转座；4-高低升降器；5-三角支座；6-传感器绝缘套；7-上管；8-下管；9-锥面锁紧螺母；10-固定螺母；11-固定管；12-电缆通孔；13-长钉；14-固定螺钉。

具体实施方式

以下结合具体实施例对一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置及固定方法作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

本发明的一个具体实施例，如图1-图5所示，一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置，包括俯仰旋转头2、水平旋转座3和高低升降器4，通过调整俯仰旋转头2、水平旋转座3和高低升降器4，可任意调整杆式压力传感器1安装高度和杆式压力传感器1轴线的指向；

高低升降器4包括上管7、下管8和锥面锁紧螺母9，锥面锁紧螺母9和下管8的上端部上有相互配合的锥面和螺纹，上管7穿过锥面锁紧螺母9中心的通孔插入下管8中；水平旋转座3安装在上管7的上端部并可绕上管7的轴线旋转；

俯仰旋转头2安装在水平旋转座3上，俯仰旋转头2下端为圆弧形，用于俯仰旋转头2与水平面夹角的改变；上端为矩形结构，矩形结构上端设置有安装孔，安装孔用于安装杆式压力传感器1；安装孔轴向与矩形结构上表面平行，矩形结构上表面设置有通至安装孔的顶丝，两个规格为M4的用于固定杆式压力传感器1。

本发明装置只要改变旋转头的传感器安装口的几何尺寸，或通过调整顶丝，本发明的可自由调节的杆式压力传感器1固定装置，可适用于不同型号的杆式压力传感器1，特别是采用直径

为的安装孔，再加上绝缘层，可牢固地安装直径

杆式压力传感器1，更好地发挥该种传感器精度高的优势。

俯仰旋转头2下端设置有凹槽，在圆弧形的圆心位置设置有第一通孔。水平旋转座3上端为凸台，下端为旋转柱；凸台上设置有与第一通孔相匹配的第二通孔，凸台安装在俯仰旋转头2下端设置的凹槽内，固定螺钉14通过第一通孔与第二通孔将水平旋转座3与俯仰旋转头2进行固定。第一通孔被凹槽分为两部分，其中一侧的通孔部分设置有与固定螺钉14相匹配的螺纹。需要调整俯仰旋转头2时将固定螺钉14拧松即可对角度进行调整，调整到需要的角度重新旋紧固定螺钉14即可。旋转柱内部设置有螺纹孔，与上管7上端的外螺纹相匹配。

凸台顶端为圆弧形，凹槽的深度与凸台高度相等。如图2-图3所示，本实施例中，凹槽的深度与凸台高度均为30mm。凸台圆弧部分和俯仰旋转头2圆弧部分均为半圆形，用于实现俯仰旋转头2的180°旋转；凸台圆弧部分与凹槽顶部相切，俯仰旋转头2的圆弧部分与旋转柱上表面相切，使凸台与俯仰旋转头2既可以发生相对转动，又能够为俯仰旋转头2提供固定支撑点，防止旋转头固定不牢固，爆炸产生的冲击波使其发生转动。

优选的，本发明固定装置还包括锁紧单元，如图6所示，锁紧单元包括锁紧环，锁紧环内侧对称的设置两个锁紧柱，水平旋转座3的旋转柱上对称的设置有两个锁紧孔，锁紧柱与锁紧孔相匹配，锁紧柱安装在锁紧孔内；或者在水平旋转座3旋转柱下端对称设置两个顶端为弧形的直槽，锁紧柱从直槽底端进入顶端；锁紧环一端为开口设置，通过选装锁紧螺钉收紧锁紧环，锁紧环收紧使锁紧柱紧紧锁死在上管上，从而将水平旋转座3锁定在所需角度。将水平旋转座3转到需要的角度后，扣紧锁紧单元，对水平旋转座3进行固定，防止爆炸时产生的冲击波使其发生转动。

旋转柱上开设有电缆通孔12，直径为

上管7和下管8均为空心管，的电缆通孔12与上管7、下管8形成一个杆式压力传感器1外接电缆的通道。电缆从支架管内部通过，然后再浅埋地表下，降低了该固定装置爆炸冲击波受力面积，实际上就等于提高了固定装置的强度和刚度，同时也增强了传感器抗电磁干扰的能力。

电缆通孔12与水平夹角成45°，电缆可随着俯仰旋转头2的转动而及时发生变动，使电缆既不会因为电缆太过竖直从而影响俯仰旋转头2的旋转，也不会夹角太小则电缆弯折太大，俯仰旋转头2旋转时电缆无法及时变动造成电缆断裂。如图3所示，电缆通孔12设置成台阶状，电缆通孔12靠近外侧的部分直径小于电缆通孔12靠近旋转柱螺纹孔的部分。

为了方便操作人员对水平旋转座3进行旋转，旋转柱外侧设置有竖条纹，用于增加旋转柱的摩擦力。

本发明装置还包括支座5，可以是三角支座5或四角支座5，支座5中心有用于固定下管8的中心孔。为了提高对下管8的固定效果，在支座5中心孔处设置固定管11，固定管11的内径与下管8的外径相匹配，固定管11与支座5为固定连接。下管8的下端插入固定管11中，下官的下端部设置有外螺纹，用固定螺母10对下管8进行固定，为了提高固定效果，本实施例中固定螺母10采用两个同样的M28螺母组成。固定螺母10外径大于所述固定管11内径，固定螺母10用于防止空气冲击波将下管冲出固定管。支座5的支脚端部开有固定孔，长钉13通过固定孔将支座5固定在地面上。

为了防止由于杆式压力测量系统多点接地而形成的地面跨步电压干扰，提高了压力模拟信号的信噪比，在传感器与俯仰旋转头2之间设置传感器绝缘套6，用于对两者进行绝缘。本实施例中的传感器绝缘套6为橡胶材质。

下管8的上端部均布开有宽1.5mm的六个直槽，且下管8的锥面部分下端设置有环形凹槽，使凹槽处对应的管壁稍薄，使上端的锥面布冯更易发生聚拢，用于提高升降器锥面锁紧螺母9对上管7的锁紧能力。

俯仰旋转头2上的安装孔深30mm，防止压力传感器掉落，俯仰旋转头2上圆弧部分半径为20mm，第一通孔和第二通孔的半径均为5mm，通孔与M10的螺栓相匹配。

俯仰旋转头2、水平旋转座3采用铝合金或不锈钢制成，支座5采用不锈钢或表面喷塑的普通碳素钢制成，不但有足够的强度和刚度，在各种大气环境中也有很好的耐腐蚀性能。

上管7和下管8由外径约为

壁厚约为1.5mm的钢质材料制成，采用三角或四角支座5用250mm的长钉13将固定装置牢固地固定在地面上，具有足够高的强度和刚度，适用于爆炸试验场地的杆式压力传感器1，并从结构上保证了减少对冲击波压力场的干扰。

俯仰旋转头2上的杆式压力传感器1的安装孔的中心线高为1.5～2.0m。

本发明提供了一种可自由调节的杆式压力传感器1固定装置，通过调整俯仰旋转头2、水平旋转座3和高低升降器4，可任意调整杆式压力传感器1安装高度和杆式压力传感器1轴线的指向，该装置可直接安装在爆炸试验场地，有足够的可抗爆炸冲击的强度和刚度，并尽可能地减少对冲击波压力场的干扰，以保证杆式压力传感器1的测量精度。本发明装置安装、拆卸简便，占用空间小，收纳及移动方便，可快速调节杆式压力传感器到任意角度和高度，提高了测量爆炸场空气冲击波压力时的效率。

本发明还公开了一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置的杆式压力传感器的固定方法，包括以下步骤：

S1.通过长钉13将支座5固定在试验场地地面上；

S2.将俯仰旋转头2、水平旋转座3和高低升降器4进行组装，然后将下管8插入固定管11中，用固定螺母10进行固定；

S3.将杆式压力传感器1套有绝缘套6的一端插入俯仰旋转头2的安装孔中；旋紧顶丝，将杆式压力传感器1进行固定；

S4.杆式压力传感器1的电缆从水平旋转座3上的电缆通孔12进入上管7、下管8形成的通道中，电缆从下管8下端的孔中伸出，然后再浅埋地表下；

S5.调整俯仰旋转头2、水平旋转座3和高低升降器4，将杆式压力传感器1的轴线方向指向爆心。

步骤S5包括以下步骤：

S5-1.调整杆式压力传感器1的高度：将锥面锁紧螺母旋松，将上管7调整至需要的高度，重新旋紧锥面锁紧螺母9；

S5-2.旋转水平旋转座3，将杆式压力传感器1旋至爆心与固定装置形成的平面内；

S5-3.旋松固定螺钉14，调整俯仰旋转头2，将杆式压力传感器1的轴线方向指向爆心即可完成杆式压力传感器1的固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可自由调节的杆式压力传感器固定装置，其特征在于，用于爆炸场空气冲击波超压测量；

包括俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器，所述固定装置用于杆式压力传感器任意方向和位置的固定；

所述高低升降器包括上管、下管和锥面锁紧螺母，所述锥面锁紧螺母和下管的上端部上有相互配合的锥面和螺纹，所述上管穿过锥面锁紧螺母中心的通孔插入下管中；

所述下管的上端部沿圆周方向均布有6个直槽，所述下管的锥面部分下端设置有环形凹槽，所述直槽和环形凹槽用于提高锥面锁紧螺母对所述上管的锁紧能力；

所述水平旋转座安装在上管的上端部并可绕上管的轴线旋转；

还包括锁紧单元，所述锁紧单元用于固定水平旋转座；

所述俯仰旋转头安装在水平旋转座上，所述俯仰旋转头下端为圆弧形，用于俯仰旋转头与水平面夹角的改变；所述俯仰旋转头上端为矩形结构，所述矩形结构上端设置有安装孔，所述安装孔用于安装杆式压力传感器；所述安装孔的中心轴线与所述矩形结构上表面平行，所述矩形结构上表面设置有通至安装孔的顶丝，所述顶丝用于固定杆式压力传感器；

还包括设置在传感器与俯仰旋转头之间的传感器绝缘套；

所述水平旋转座上端为凸台，下端为旋转柱；所述旋转柱上开设有电缆通孔，所述上管和下管均为空心管，所述的电缆通孔与上管、下管形成一个杆式压力传感器外接电缆的通道；

所述电缆通孔与水平面夹角为45°；

还包括支座，所述支座中心设置有固定管，所述固定管用于提高对下管的固定效果；

所述俯仰旋转头下端设置有凹槽，在所述圆弧形的圆心位置设置有第一通孔；

所述凸台上设置有与第一通孔相匹配的第二通孔，所述凸台安装在所述俯仰旋转头下端设置的凹槽内，固定螺钉通过第一通孔与第二通孔将水平旋转座与俯仰旋转头进行固定；

所述凸台顶端为圆弧形，所述凹槽的深度与凸台高度相等。

2.根据权利要求1所述的可自由调节的杆式压力传感器固定装置，其特征在于，所述下管的下端插入所述固定管中，将固定螺母通过所述下管下端的螺纹旋至所述固定管下端，所述固定螺母外径大于所述固定管内径，所述固定螺母用于固定管的限位；

所述支座的支脚端部开有固定孔，固定件通过所述固定孔将所述支座固定在地面上。

3.根据权利要求1或2所述的可自由调节的杆式压力传感器固定装置的杆式压力传感器的固定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将支座通过固定件固定在试验场地地面上；

S2.将俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器进行组装，然后将下管插入固定管中，用固定螺母进行固定；

S3.将杆式压力传感器套有绝缘套的一端插入俯仰旋转头的安装孔中，旋紧顶丝，将杆式压力传感器进行固定；

S4.杆式压力传感器的电缆从水平旋转座上的电缆通孔进入上管、下管形成的通道中，电缆从下管下端的孔中伸出，然后浅埋地表下；

S5.调整俯仰旋转头、水平旋转座和高低升降器，将杆式压力传感器的轴线方向指向爆心。

4.根据权利要求3所述的可自由调节的杆式压力传感器固定装置的杆式压力传感器的固定方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：

S5-1.调整杆式压力传感器的高度：将锥面锁紧螺母旋松，将上管调整至需要的高度，重新旋紧锥面锁紧螺母；

S5-2.旋转水平旋转座，将杆式压力传感器旋至爆心与固定装置形成的平面内；

S5-3.旋松固定螺钉，调整俯仰旋转头，将杆式压力传感器的轴线方向指向爆心即可完成杆式压力传感器的固定。

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