一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，包括平面底座（1）、A立柱（2）、B立柱（3）、環(huán)形軸承（6）、固定螺絲（7）、圓盤（8）、鋼絲（10）、限位螺絲（11）、配重壺（12）、導(dǎo)管（15）、計(jì)量泵（16）、儲(chǔ)液罐（17）、控制器（18）和電渦流位移傳感器（19）。本發(fā)明的輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，通過在與被測物剛性連接的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤邊沿固定剛性大的鋼絲，鋼絲末端吊裝配重壺頂端，配重壺正下方平面底座上安裝的電渦流位移傳感器可以測得配重壺底端的下降位移量進(jìn)而可以準(zhǔn)確地計(jì)算出圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。配重壺可以由計(jì)量泵精確控制注液量。因此能夠自動(dòng)記錄測量數(shù)據(jù)和計(jì)算切變模量，提高測量效率和數(shù)據(jù)處理精度。
【專利說明】一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，主要利用扭角法測定物體的轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量的裝置，屬于電力設(shè)備實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]切變模量是一種材料常數(shù)，是剪切應(yīng)力與應(yīng)變的比值。切變模量又稱剛性模量是 材料的力學(xué)性能指標(biāo)之一。具體來說切變模量是材料在剪切應(yīng)力作用下，在彈性變形比例 極限范圍內(nèi)，切應(yīng)力與切應(yīng)變的比值。它表征材料抵抗切應(yīng)變的能力。模量大，則表示材料 的剛性強(qiáng)。
[0003]切變模量的常見測量方法是扭角法。扭角法測量物體的切變模量，是在材料的彈 性范圍內(nèi)，采用增量法測得被測物所受扭矩和扭角，就可計(jì)算得到被測物的切變模量，適用 于剛度較大且直徑較大的鋼棒或者鋼絞線。
[0004]現(xiàn)有扭角法測物體切變模量的測量儀器普遍存在如下幾個(gè)缺陷:(I)現(xiàn)有裝置中
測量被測物扭角采用了小角度范圍內(nèi)正切量直接近似為小角度值。扭角tan今
其中b為百分表?xiàng)U觸點(diǎn)到被測物軸線的距離；S為百分表推桿的移動(dòng)距離，也就是扭角所 成等腰三角形的底邊的變化量，這里把等腰三角形的底邊近似為直角三角形的直角底邊， 這兩處近似使得在大角度扭轉(zhuǎn)中的測算誤差增大。(2)現(xiàn)有裝置中為被測物提供扭矩的外 力是砝碼的重力，辦法是通過在與被測物軸線垂直且剛性連接的轉(zhuǎn)臂的末端掛裝砝碼來產(chǎn) 生扭力，當(dāng)轉(zhuǎn)臂與砝碼掛鉤呈垂直關(guān)系時(shí)，砝碼所受重力沿轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)切線方向可以看作扭 力為被測物提供扭矩，當(dāng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)過一定角度，轉(zhuǎn)臂與砝碼掛鉤不再垂直，砝碼所受重力不再 沿轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)切線方向，被測物所受扭力為砝碼所受重力的一個(gè)分力。這一點(diǎn)現(xiàn)有裝置中都 是近似地把砝碼所受重力看作扭力為被測物提供扭矩，在測算中使誤差增大。并且這種現(xiàn) 有扭角法測物體切變模量的測量儀器不能自動(dòng)記錄測量數(shù)值和計(jì)算，需人工記錄和計(jì)算， 效率低且準(zhǔn)確性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供了一種新型的扭角法測定物體的切變模量測量設(shè)備，檢 測精度高，操作簡單，通過在與被測物剛性連接的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤實(shí)現(xiàn)扭角法測量，能夠自動(dòng)記錄 測量數(shù)據(jù)和計(jì)算切變模量，可以大幅度的減少實(shí)驗(yàn)者的近似誤差、降低了使用誤差，提高測 量效率和數(shù)據(jù)處理精度。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，包括平面底座、A立柱、B 立柱、環(huán)形軸承、固定螺絲、圓盤、鋼絲、限位螺絲、配重壺、導(dǎo)管(15)、計(jì)量泵、儲(chǔ)液罐、控制 器和電渦流位移傳感器，其特征在于，
[0007]所述的A立柱和B立柱固定安裝在平面底座上，A立柱和B立柱上分別開有軸線 共線的A通孔和B通孔，被測的輸電導(dǎo)線段的一端用固定螺絲安裝在A通孔中，所述的環(huán)形軸承的外圈安裝在B通孔中，被測的輸電導(dǎo)線段的另一端穿過環(huán)形軸承的內(nèi)圈并固定在內(nèi) 圈上，被測的輸電導(dǎo)線段穿過環(huán)形軸承的內(nèi)圈的這一端的端頭與圓盤的旋轉(zhuǎn)中心固定，被 測的輸電導(dǎo)線段的軸線與水平面平行并與圓盤的旋轉(zhuǎn)軸共線，
[0008]所述的鋼絲的一端通過限位螺絲固定在圓盤外緣的端面的九點(diǎn)鐘位置，鋼絲繞過 圓盤外緣的端面的頂端，垂向平面底座，鋼絲垂向平面底座的這一端下吊裝有配重壺，配重 壺的頂部具有開口，
[0009]所述的電渦流位移傳感器安裝在配重壺的正下方位置處的平面底座上，電渦流位 移傳感器與控制器電連接，
[0010]所述的配重壺旁邊的平面底座上安裝有儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐的頂部安裝有計(jì)量泵，計(jì) 量泵的吸入口伸入儲(chǔ)液罐內(nèi)，計(jì)量泵的輸出口連通導(dǎo)管的一端，導(dǎo)管的另一端的注液口指 向配重壺頂部的開口，計(jì)量泵的控制端與控制器電連接。
[0011]更進(jìn)一步地，所述的配重壺為透明材料制成，配重壺的壺壁上具有計(jì)量容積的刻度。
[0012]更進(jìn)一步地，所述的控制器具有顯示計(jì)量泵輸出的流量、該流量換算的質(zhì)量、配重 壺移動(dòng)的距離以及計(jì)算出的切變模量的功能。
[0013]更進(jìn)一步地，還包括導(dǎo)管支架，所述的導(dǎo)管架在導(dǎo)管支架。
[0014]更進(jìn)一步地，所述的鋼絲安裝在圓盤外緣的端面開有凹槽內(nèi)。
[0015]更進(jìn)一步地，所述的固定螺絲共三個(gè)，沿A通孔的周向均布。
[0016]本發(fā)明的有益效果是本切變模量測量設(shè)備檢測精度高，操作簡單，通過在與被測 物剛性連接的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤邊沿固定剛性大的鋼絲，鋼絲末端吊裝配重壺頂端，配重壺正下方 平面底座上安裝的電渦流位移傳感器可以測得配重壺底端的下降位移量進(jìn)而可以準(zhǔn)確地 計(jì)算出圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，得到被測物的扭角。而掛裝的配重壺可以由計(jì)量泵精確控制注液 量，且配重壺所受重力通過鋼絲一直作用于圓盤切線方向。這一裝置可以大幅度的減少實(shí) 驗(yàn)者的近似誤差、徹底解決了使用誤差問題，能夠自動(dòng)記錄測量數(shù)據(jù)和計(jì)算切變模量，提高 測量效率和數(shù)據(jù)處理精度。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求實(shí)時(shí)地更改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，簡單， 方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的設(shè)備實(shí)施例的整體立體結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的設(shè)備實(shí)施例的整體側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的設(shè)備實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)圖。
[0020]其中，平面底座1、A立柱2、B立柱3、被測的輸電導(dǎo)線段4、圓孔A5、環(huán)形軸承6、固 定螺絲7、圓盤8、定位螺絲9、鋼絲10、限位螺絲11、配重壺12、注液口 13、導(dǎo)管支架14、導(dǎo) 管15、計(jì)量泵16、儲(chǔ)液罐17、控制器18、電渦流位移傳感器19。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1-3所示，本發(fā)明的一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，包括平面底座UktL 柱2、B立柱3、環(huán)形軸承6、固定螺絲7、圓盤8、鋼絲10、限位螺絲11、配重壺12、導(dǎo)管支架14、導(dǎo)管15、計(jì)量泵16、儲(chǔ)液罐17、控制器18和電渦流位移傳感器19。
[0023]所述的A立柱2和B立柱3固定安裝在平面底座I上，A立柱2和B立柱3上分別開有軸線共線的A通孔5和B通孔，被測的輸電導(dǎo)線段4的一端用固定螺絲7安裝在A通孔5中，所述的固定螺絲7共三個(gè)，沿A通孔5的周向均布。所述的環(huán)形軸承6的外圈安裝在B通孔中，被測的輸電導(dǎo)線段4的另一端穿過環(huán)形軸承6的內(nèi)圈并固定在內(nèi)圈上，被測的輸電導(dǎo)線段4穿過環(huán)形軸承6的內(nèi)圈的這一端的端頭與圓盤8的旋轉(zhuǎn)中心通過定位螺絲9 固定，被測的輸電導(dǎo)線段4的軸線與水平面平行并與圓盤8的旋轉(zhuǎn)軸共線。
[0024]所述的鋼絲10的一端通過限位螺絲11固定在圓盤8外緣的端面的九點(diǎn)鐘位置， 即面向圓盤將圓盤比為一個(gè)時(shí)鐘面板時(shí)的九點(diǎn)鐘位置。鋼絲10繞過圓盤8外緣的端面的頂端，垂向平面底座1，所述的鋼絲10安裝在圓盤8外緣的端面開有凹槽內(nèi)。鋼絲10采用剛度大變形小的材料。鋼絲10垂向平面底座I的這一端下吊裝有配重壺12，配重壺12的頂部具有開口。所述的配重壺12為透明材料制成，配重壺12的壺壁上具有計(jì)量容積的刻度。實(shí)驗(yàn)人員也可通過計(jì)量液體的刻度讀數(shù)，計(jì)算出所加計(jì)量液體的質(zhì)量，校驗(yàn)切變流量測量的準(zhǔn)確性。
[0025]所述的電渦流位移傳感器19安裝在配重壺12的正下方位置處的平面底座I上， 電渦流位移傳感器19與控制器18電連接。
[0026]所述的配重壺12旁邊的平面底座I上安裝有儲(chǔ)液罐17，儲(chǔ)液罐17的頂部安裝有計(jì)量泵16，計(jì)量泵16的吸入口伸入儲(chǔ)液罐17內(nèi)，計(jì)量泵16的輸出口連通導(dǎo)管15的一端， 導(dǎo)管15的另一端的注液口 13指向配重壺12頂部的開口，計(jì)量泵16的控制端與控制器18 電連接。所述的導(dǎo)管15架在導(dǎo)管支架14上。
[0027]所述的控制器18具有顯示計(jì)量泵16輸出的流量、該流量換算的質(zhì)量、配重壺12 移動(dòng)的距離以及計(jì)算出的切變模量的功能。
[0028]測量前調(diào)節(jié)固定被測的輸電導(dǎo)線段4的三個(gè)固定螺絲7，使輸電導(dǎo)線段4的軸線水平。
[0029]本發(fā)明測量輸電導(dǎo)線切變模量的原理是:
[0030]被測的輸電導(dǎo)線段4圓軸承受扭矩，當(dāng)材料處于線彈性范圍內(nèi)時(shí)，扭矩T和扭角
之間的關(guān)系服從扭轉(zhuǎn)虎克定律，即
【權(quán)利要求】
1.一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，包括平面底座(1)、A立柱(2)、B立柱(3)、環(huán)形 軸承(6)、固定螺絲(7)、圓盤(8)、鋼絲(10)、限位螺絲(11)、配重壺(12)、導(dǎo)管(15)、計(jì)量 泵(16)、儲(chǔ)液罐(17)、控制器(18)和電渦流位移傳感器(19)，其特征在于，所述的A立柱(2)和B立柱(3)固定安裝在平面底座(I)上，A立柱(2)和B立柱(3) 上分別開有軸線共線的A通孔(5)和B通孔，被測的輸電導(dǎo)線段的一端用固定螺絲(7)安 裝在A通孔(5)中，所述的環(huán)形軸承(6)的外圈安裝在B通孔中，被測的輸電導(dǎo)線段(4)的 另一端穿過環(huán)形軸承(6)的內(nèi)圈并固定在內(nèi)圈上，被測的輸電導(dǎo)線段(4)穿過環(huán)形軸承(6) 的內(nèi)圈的這一端的端頭與圓盤(8)的旋轉(zhuǎn)中心固定，被測的輸電導(dǎo)線段(4)的軸線與水平 面平行并與圓盤(8)的旋轉(zhuǎn)軸共線，所述的鋼絲(10)的一端通過限位螺絲(11)固定在圓盤(8)外緣的端面的九點(diǎn)鐘位置， 鋼絲(10)繞過圓盤(8)外緣的端面的頂端，垂向平面底座(1)，鋼絲(10)垂向平面底座(I) 的這一端下吊裝有配重壺(12)，配重壺(12)的頂部具有開口，所述的電渦流位移傳感器(19)安裝在配重壺(12)的正下方位置處的平面底座(I)上， 電渦流位移傳感器(19)與控制器(18)電連接，所述的配重壺(12)旁邊的平面底座(I)上安裝有儲(chǔ)液罐(17)，儲(chǔ)液罐(17)的頂部安 裝有計(jì)量泵(16 )，計(jì)量泵(16 )的吸入口伸入儲(chǔ)液罐(17 )內(nèi)，計(jì)量泵(16 )的輸出口連通導(dǎo)管(15)的一端，導(dǎo)管(15)的另一端的注液口(13)指向配重壺(12)頂部的開口，計(jì)量泵(16) 的控制端與控制器(18)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，其特征在于，所述的配 重壺(12)為透明材料制成，配重壺(12)的壺壁上具有計(jì)量容積的刻度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，其特征在于，所述的控 制器(18)具有顯示計(jì)量泵(16)輸出的流量、該流量換算的質(zhì)量、配重壺(12)移動(dòng)的距離以 及計(jì)算出的切變模量的功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，其特征在于，還包括導(dǎo) 管支架(14)，所述的導(dǎo)管(15)架在導(dǎo)管支架(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一一項(xiàng)所述的一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，其特征在 于，所述的鋼絲(10)安裝在圓盤(8)外緣的端面開有凹槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的的一種輸電導(dǎo)線切變模量的測量設(shè)備，其特征在于，所述的 固定螺絲(7 )共三個(gè)，沿A通孔(5 )的周向均布。
【文檔編號(hào)】G01N3/24GK103558095SQ201310502953
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】郭少豐, 王啟銀, 王少瑋, 胡冰, 楊永剛, 羅昕, 李學(xué)勤 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司大同供電分公司