一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置的制造方法
【專利摘要】一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置。它包括動觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、立板、施力裝置、力傳感器、第一絕緣塊、第二絕緣塊、第一激光位移傳感器、第二激光位移傳感器，靜觸點(diǎn)由導(dǎo)電金屬制成，固定在第一絕緣塊的一面，力傳感器設(shè)置在立板和第一絕緣塊另一面，用于測量動、靜觸點(diǎn)的接觸產(chǎn)生的力，動觸點(diǎn)由導(dǎo)電金屬制成，其與靜觸點(diǎn)同軸固定在第二絕緣塊的一面，施力裝置設(shè)置在第二絕緣塊的另一面，用于驅(qū)動動觸點(diǎn)動作，第一激光位移傳感器用于測量動觸點(diǎn)位移，所述第二激光位移傳感器用于測量靜觸點(diǎn)位移。通過此裝置能夠?qū)崿F(xiàn)觸點(diǎn)間隙、觸點(diǎn)電壓、觸點(diǎn)接觸力等參數(shù)的動態(tài)實(shí)時測量和數(shù)據(jù)存儲。
【專利說明】
一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電接觸領(lǐng)域，更具體地，涉及一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]高電壓、小型化、大容量、長壽命是直流繼電器等開關(guān)電器更新?lián)Q代的發(fā)展方向， 特別是航天航空電器在這方面的要求更加突出和迫切。目前制約此類高指標(biāo)電器研發(fā)與應(yīng)用的核心瓶頸問題之一是觸點(diǎn)易于動熔焊及所導(dǎo)致的電壽命短。例如美國GIGAVAC公司研制的高端G系列直流繼電器/接觸器在體積僅約128mm X C> 61mm的情況下，可在直流25kVdc/ 30A — 110A大容量下實(shí)現(xiàn)通斷操作，但其電壽命很短，無法滿足系統(tǒng)及用戶要求。我國目前更無法獨(dú)立自主制造出如此高指標(biāo)的開關(guān)電器。在以往關(guān)于觸點(diǎn)動熔焊現(xiàn)象及其機(jī)理的研究中，國內(nèi)外專家的主流觀點(diǎn)認(rèn)為，動熔焊是觸點(diǎn)閉合期間，由于閉合電弧的熱作用使得觸點(diǎn)表面熔化形成局部熔池，待觸點(diǎn)接觸及電弧消失后，熔池逐漸冷卻凝固從而使動靜觸點(diǎn)連成一體無法正常分開的現(xiàn)象。但是，近年來的觸點(diǎn)動熔焊實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了有悖于上述傳統(tǒng)主流觀點(diǎn)和結(jié)論的奇異現(xiàn)象，即動熔焊既可發(fā)生于觸點(diǎn)閉合過程中，也可發(fā)生于觸點(diǎn)分?jǐn)噙^程中。目前該領(lǐng)域?qū)τ谟|點(diǎn)動熔焊現(xiàn)象及其機(jī)理研究至今存在著不足，主要原因是試驗(yàn)測量條件比較局限和簡單，觸點(diǎn)間隙、觸點(diǎn)電壓、觸點(diǎn)接觸力等多狀態(tài)實(shí)時特征不清楚， 導(dǎo)致熔焊時刻判斷的精準(zhǔn)性不高，無法判斷觸點(diǎn)動熔焊的發(fā)生與觸點(diǎn)間隙之間關(guān)系。這將直接造成抗熔焊長壽命開關(guān)電器設(shè)計上缺乏針對性和先進(jìn)性，制約了高指標(biāo)新型開關(guān)電器的發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置，其目的在于為觸點(diǎn)動熔焊現(xiàn)象及其機(jī)理研究提供手段，由此解決觸點(diǎn)間隙、觸點(diǎn)電壓、觸點(diǎn)接觸力等多狀態(tài)實(shí)時特征不清楚，導(dǎo)致熔焊時刻判斷的精準(zhǔn)性不高，無法判斷觸點(diǎn)動熔焊的發(fā)生與觸點(diǎn)間隙之間關(guān)系的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置，包括動觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、立板、施力裝置、力傳感器、第一絕緣塊、第二絕緣塊、第一激光位移傳感器、第二激光位移傳感器;其中:
[0005]所述靜觸點(diǎn)由導(dǎo)電金屬制成，固定在第一絕緣塊的一面;所述力傳感器設(shè)置在立板和第一絕緣塊另一面，用于測量動、靜觸點(diǎn)的接觸產(chǎn)生的力；
[0006]所述動觸點(diǎn)由導(dǎo)電金屬制成，其與靜觸點(diǎn)同軸固定在第二絕緣塊的一面;所述施力裝置設(shè)置在第二絕緣塊的另一面，用于驅(qū)動動觸點(diǎn)動作；
[0007]所述第一激光位移傳感器用于測量動觸點(diǎn)位移，所述第二激光位移傳感器用于測量靜觸點(diǎn)位移；
[0008]使用時，在動、靜觸點(diǎn)接電源兩極，電源回路設(shè)有限流裝置;通過施力裝置，驅(qū)動動觸點(diǎn)向靜觸點(diǎn)方向水平移動，在動、靜觸點(diǎn)相碰一段時間后，施加反向作用力，拉開動、靜觸點(diǎn)；從第一、二激光位移傳感器，力傳感器得到動、靜觸點(diǎn)位移和動、靜觸點(diǎn)接觸力，從而得到觸點(diǎn)間隙、觸點(diǎn)電壓和觸點(diǎn)接觸力等多狀態(tài)實(shí)時數(shù)據(jù)。
[0009]優(yōu)先地，所述第一、二激光位移傳感器對應(yīng)的激光接收器分別安裝在第二、一絕緣塊上。
[0010]優(yōu)先地，所述動靜觸點(diǎn)兩端接有電壓表。[〇〇11]優(yōu)先地，所述施力裝置為直線電機(jī)、推式或拉式電磁鐵。
[0012]優(yōu)先地，根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置制成的觸點(diǎn)測量裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)，所述第一、二激光位移傳感器，力傳感器和電壓信號通過數(shù)據(jù)采集卡傳入計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、顯示和打印。所述分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置制成的觸點(diǎn)測量裝置，還包括數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)，所述第一、二激光位移傳感器，力傳感器和電壓信號通過數(shù)據(jù)采集卡傳入計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、顯示和打印。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]本發(fā)明的分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置和方法能夠模擬電磁繼電器觸點(diǎn)系統(tǒng)的動作過程，能夠?qū)崿F(xiàn)動觸點(diǎn)間隙、觸點(diǎn)電壓、觸點(diǎn)接觸力等參數(shù)的動態(tài)實(shí)時測量和數(shù)據(jù)存儲， 通過讀取存儲在計算機(jī)中的數(shù)據(jù)，可以判斷動熔焊發(fā)生的類型(分離或閉合熔焊)，以及觸點(diǎn)動熔焊與觸點(diǎn)間隙之間的關(guān)系，方便分析影響動熔焊的關(guān)鍵因素，為抗熔焊長壽命觸點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)計提供依據(jù)?！靖綀D說明】
[0015]圖1為分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置示意圖；
[0016]圖2為分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)間隙、電壓、接觸力測量的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3為分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置和方法得到的觸點(diǎn)間隙、電壓和接觸力在分離熔焊發(fā)生時刻的波形圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0019]【具體實(shí)施方式】一:如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置包括動觸點(diǎn)1、靜觸點(diǎn)2、立板3、施力裝置4、力傳感器5、第一絕緣塊6、第二絕緣塊7、第一激光位移傳感器8、第二激光位移傳感器9、第一激光接收器10、第二激光接收器11、防震平臺12和觸點(diǎn)夾具13;所述施力裝置4、立板3、第一激光位移傳感器8和第二激光位移傳感器9 固定在防震平臺12上;所述動觸點(diǎn)1和靜觸點(diǎn)2由觸點(diǎn)夾具13夾持;所述靜觸點(diǎn)2由導(dǎo)電金屬制成，固定在第一絕緣塊6的一面;所述力傳感器5設(shè)置在立板3和第一絕緣塊6另一面，用于測量動、靜觸點(diǎn)的接觸產(chǎn)生的力;所述動觸點(diǎn)1由導(dǎo)電金屬制成，其與靜觸點(diǎn)2同軸固定在第二絕緣塊7的一面;所述施力裝置4設(shè)置在第二絕緣塊7的另一面，用于驅(qū)動動觸點(diǎn)1動作;所述第一激光位移傳感器8用于測量動觸點(diǎn)1位移，所述第二激光位移傳感器9用于測量靜觸點(diǎn)2位移;所述第一、二激光位移傳感器對應(yīng)的第一激光接收器10、第二激光接收器11分別安裝在第二、一絕緣塊上;所述動靜觸點(diǎn)兩端接有電壓表;本實(shí)施例中所述施力裝置4為直線電機(jī)，作為一種選擇，推式或拉式電磁鐵也可作為施力裝置；
[0020]使用時，在動、靜觸點(diǎn)接電源兩極，電源回路設(shè)有限流裝置;通過施力裝置4,驅(qū)動動觸點(diǎn)1向靜觸點(diǎn)2方向水平移動，在動、靜觸點(diǎn)相碰一段時間后，施加反向作用力，拉開動、 靜觸點(diǎn)；從第一、二激光位移傳感器，力傳感器5得到動、靜觸點(diǎn)位移和動、靜觸點(diǎn)接觸力，從而得到觸點(diǎn)間隙、觸點(diǎn)電壓和觸點(diǎn)接觸力等多狀態(tài)實(shí)時數(shù)據(jù)；
[0021]所述分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置制成的觸點(diǎn)測量裝置，還包括數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)，所述第一、二激光位移傳感器，力傳感器5和電壓信號通過數(shù)據(jù)采集卡傳入計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、顯示和打?。籟〇〇22]動觸點(diǎn)撞擊靜觸點(diǎn)后，施力裝置持續(xù)一段時間施加力的作用，因此靜觸點(diǎn)有微小的形變，所以靜觸點(diǎn)有一個微小的位移。本發(fā)明能夠?qū)?、靜觸點(diǎn)的位移表示成動、靜觸點(diǎn)之間的間隙，其具體方法為:觸點(diǎn)開合過程中動觸點(diǎn)的位移用第一激光位移傳感器8到第一激光接收器的距離表示，設(shè)為D1，靜觸點(diǎn)的位移用第二激光位移傳感器9到第二激光接收器的距離表示，設(shè)為D2，第一激光位移傳感器8與第二激光位移傳感器9之間的距離設(shè)為D，動觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)之間的間隙DO = D1+D2-D;
[0023]本發(fā)明可以將使用過程中觸點(diǎn)發(fā)生分離熔焊時測量的觸點(diǎn)電壓、間隙和接觸力波形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，該處理步驟為:[〇〇24]步驟一，根據(jù)分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置得到觸點(diǎn)電壓、間隙和接觸力信號，并將所述觸點(diǎn)電壓、間隙和接觸力信號在同一坐標(biāo)系下顯示，所述坐標(biāo)系為直角坐標(biāo)系，且橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)分別為電壓、間隙和接觸力；
[0025]步驟二，通過調(diào)整工作次數(shù)找到發(fā)生分離熔焊的時刻；[〇〇26]步驟三，對分離熔焊發(fā)生時刻附近500微秒左右的時間對應(yīng)的橫坐標(biāo)進(jìn)行局部放大，得到分離熔焊發(fā)生時刻電壓、間隙和接觸力的關(guān)系對應(yīng)曲線；[〇〇27]圖3為采用該處理方法得到的波形圖。[〇〇28]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分?jǐn)嗍诫娊佑|間隙測量裝置，其特征在于，包括動觸點(diǎn)(1)、靜觸點(diǎn)(2)、立板 (3)、施力裝置(4)、力傳感器(5)、第一絕緣塊(6)、第二絕緣塊(7)、第一激光位移傳感器 (8)、第二激光位移傳感器(9);其中:所述靜觸點(diǎn)(2)由導(dǎo)電金屬制成，固定在第一絕緣塊(6)的一面;所述力傳感器(5)設(shè)置 在立板(3)和第一絕緣塊(6)另一面，用于測量動、靜觸點(diǎn)的接觸產(chǎn)生的力；所述動觸點(diǎn)(1)由導(dǎo)電金屬制成，其與靜觸點(diǎn)(2)同軸固定在第二絕緣塊(7)的一面;所 述施力裝置(4)設(shè)置在第二絕緣塊(7)的另一面，用于驅(qū)動動觸點(diǎn)(1)動作；所述第一激光位移傳感器(8)用于測量動觸點(diǎn)(1)位移，所述第二激光位移傳感器(9) 用于測量靜觸點(diǎn)(2)位移；使用時，在動、靜觸點(diǎn)接電源兩極，電源回路設(shè)有限流裝置;通過施力裝置(4)，驅(qū)動動 觸點(diǎn)(1)向靜觸點(diǎn)(2)方向水平移動，在動、靜觸點(diǎn)相碰一段時間后，施加反向作用力，拉開 動、靜觸點(diǎn);從第一、二激光位移傳感器，力傳感器(5)得到動、靜觸點(diǎn)位移和動、靜觸點(diǎn)接觸 力，從而得到觸點(diǎn)間隙、觸點(diǎn)電壓和觸點(diǎn)接觸力等多狀態(tài)實(shí)時數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述第一、二激光位移傳感器對應(yīng)的 激光接收器分別安裝在第二、一絕緣塊上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量裝置，其特征在于，所述動靜觸點(diǎn)兩端接有電壓表。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述任一的測量裝置，其特征在于，所述施力裝置(4)為直線電機(jī)、 推式或拉式電磁鐵。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置制成的觸點(diǎn)測量裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集 卡和計算機(jī)，所述第一、二激光位移傳感器，力傳感器(5)和電壓信號通過數(shù)據(jù)采集卡傳入 計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、顯示和打印。
【文檔編號】G01B11/02GK105973151SQ201610288681
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】宗天元, 楊曉鋮, 魏江
【申請人】華中科技大學(xué)