一种双支撑柱型钳式推力传感器的制作方法

本发明属于推力传感器技术领域，具体涉及一种双支撑柱型钳式推力传感器。

背景技术：

国内外核电厂需要定期评价厂内阀门的工作性能，故通常会选择在大修期间对部分阀门进行性能诊断测试，而阀门动作时阀杆受到推力是重要评价参数之一。测试时，须利用应变片测量阀杆受到推力而产生的应变，再通过公式换算获得阀杆所受推力值。部分条件允许的阀门可以将应变片永久性粘贴于阀杆上，并留出电缆接口，每次测量时接上电缆接口即可进行采集，但国内核电厂大多数阀门没有足够空间，且有些阀门还处于高辐射剂量区域，故每次大修时都为阀杆粘贴一次性应变片的做法不仅成本昂贵，费时费力，还会增加阀门检修人员的放射性辐照水平。

目前，国内外还尚未发现该类双支撑柱型钳式推力传感器的相关专利信息。

因此，有必要针对上述问题，提出一种结构简单，可快速安装、拆卸，且可重复使用的推力传感器，以满足核电厂阀门诊断测试工作时测试阀杆推力的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双支撑柱型钳式推力传感器，其可夹持于光杆或螺纹杆上，并能够快速拆装，多次重复使用，并满足阀门性能诊断测试精度要求。

本发明的技术方案如下：一种双支撑柱型钳式推力传感器，该传感器包括支撑柱、基座a、基座b以及电阻应变片，其中，基座a和基座b通过支撑柱固定连接，并能够固定安装在待检测的光杆或螺纹杆上；在基座b两侧对称镜向安装有四个电阻应变片组成惠斯通电桥结构。

所述的基座b上设有两根相互平行的支撑柱，且基座a通过支撑柱固定螺栓实现基座a与支撑柱的相对固定。

所述的基座a中心开有螺纹孔，螺纹杆穿过基座a，并使螺纹杆端部连接的活动阀杆夹与基座b上的固定阀杆夹相对设置。

所述的活动阀杆夹与固定阀杆夹相对的端面为v型平面，方便对光杆或螺纹杆的夹持。

所述的电阻应变片安装在基座b两侧的凹槽中，并利用封装胶进行封装。

所述的基座b中安装电阻应变片的位置上还设有应变片保护盖。

基座b端部设有电缆，将电阻应变片产生的信号输出。

所述的基座a端部外侧设有铜衬套。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种双支撑柱型钳式推力传感器，采用双支撑柱型钳式结构设计，使推力传感器适用于阀杆直径较大的情况(直径1.5英寸以上)，能够在空间狭小的阀门轭架中，快速拆、装于阀杆的光杆或螺纹杆上，一端连接有调节杆的活动阀杆夹可使传感器在一定范围内适用于不同直径的阀杆；电阻应变片在传感器制作阶段封装于传感器框架内，不需要临时粘贴应变片，有效降低了人工在阀杆上粘贴应变片所带来的放射性照射剂量。同时，双支撑柱型钳式传感器结构简单，便于加工制造。

附图说明

图1为本发明所述的一种双支撑柱型钳式推力传感器结构示意图；

图2为本发明所述的一种双支撑型钳式推力传感器安装应用示意图；

图中：1、支撑柱；2、活动阀杆夹；3、螺纹杆；4、基座a；5、铜衬套；6、支撑柱固定螺栓；7、固定阀杆夹；8、应变片保护盖；9、基座b；10、电阻应变片；11、电缆；12、阀门轭架；13、双支撑柱型钳式推力传感器；14、阀杆。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种双支撑柱型钳式推力传感器，包括支撑柱1、活动阀杆夹2、螺纹杆3、基座a4、基座b9以及电阻应变片10，其中，在基座b9上安装有两根相互平行的支撑柱1，并形成开口结构，在支撑柱1上端套有基座a4，并可利用支撑柱固定螺栓6实现基座a4与支撑柱1的相对固定；在基座a4中心开有螺纹孔，螺纹杆3穿过基座a4外侧的铜衬套5及基座a4螺纹孔，并在螺纹杆3端部安装有活动阀杆夹2，使活动阀杆夹2与安装在基座b9上的固定阀杆夹7相对设置，其中，在活动阀杆夹2及固定阀杆夹7相对面上均形成v型平面，方面对光杆或螺纹杆的夹持；在基座b9上下两侧的凹槽中，利用封装胶封装有四个电阻应变片10，并利用应变片保护盖8实现对电阻应变片10的保护；四个电阻应变片10组成惠斯通电桥结构，并利用基座b9端部相连的电缆11将信号输出。

如图2所述，本发明所述的一种双支撑柱型钳式推力传感器的具体工作过程为：在安装所述的双支撑柱型钳式推力传感器13时，需要先取下两个支撑柱固定螺栓6，将a基座4、活动阀杆夹2、调节螺杆3、铜衬套5在内的四个零件与两根支撑柱1分开，在两根支撑柱之间形成开口，将该开口套在阀杆上时，再利用两个支撑柱固定螺栓6将a基座4、活动阀杆夹2、调节螺杆3和铜衬套5重新安装在支撑柱上。最后，利用调节螺杆3将传感器整体安装于阀杆上。所述四个电阻应变片10用封装胶对称封装于b基座9两侧，每侧的两片应变片也是镜像对称分布的，并利用所述的应变片保护盖8避免应变片受到外力干扰。所述的四个电阻应变片10组成惠斯通电桥电路，阀杆14受到推力而产生应变时，所述活动阀杆夹2、固定阀杆夹7因阀杆14膨胀而受到推力，并将推力传递至a基座4和b基座9的中间部位，而a基座4和b基座9的两端受到支撑柱的固定约束，故此时基座a4和基座b9也会相应产生应变，所述的电阻应变片10在b基座9产生的应变作用下电阻值发生变化，惠斯通电桥失去平衡，输出与阀杆所受推力大小成比例的电信号，此时通过测量电桥输出电信号可得到阀杆受到推力所产生的径向变形，再利用如下公式可推导出阀杆所受到的推力。

f为阀杆所受推力，e为阀杆材料杨氏模量，ν为阀杆材料泊松比，d为阀杆直径，δd为径向变形

当所述双支撑柱型钳式推力传感器13夹持于螺纹阀杆上进行测量时，阀杆螺纹部分受到扭矩作用后会如同弹簧一样，使得阀杆直径变大或变小。为消除扭矩对螺纹部位应变测量的影响，需通过软件导入扭矩修正因子进行修正后，能得到实际的阀杆直径变形量。

所述固定阀杆夹7和活动阀杆夹2可自由转动，调整传感器投影面积使其便于安装在阀门轭架中的阀杆上，利用穿过铜衬套5的调节螺杆3可以调整活动阀杆夹2的位置，使传感器良好夹持于不同直径的阀杆光杆或螺纹杆上(阀杆夹厚度应足够夹持于两个螺纹牙上，以保证阀杆运动时传感器的稳定性)。

技术特征：

技术总结
本发明涉及推力传感器技术领域，具体公开了一种双支撑柱型钳式推力传感器。该传感器包括支撑柱、基座A、基座B以及电阻应变片，其中，基座A和基座B通过支撑柱固定连接，并能够固定安装在待检测的光杆或螺纹杆上；在基座B两侧对称镜向安装有四个电阻应变片组成惠斯通电桥结构。该传感器能够在空间狭小的阀门轭架中，快速拆、装于阀杆的光杆或螺纹杆上，一端连接有调节杆的活动阀杆夹可使传感器在一定范围内适用于不同直径的阀杆；电阻应变片在传感器制作阶段封装于传感器框架内，不需要临时粘贴应变片，有效降低了人工在阀杆上粘贴应变片所带来的放射性照射剂量。同时，双支撑柱型钳式传感器结构简单，便于加工制造。

技术研发人员：舒芝锋;杨垦;王颖;黄萍;杨威
受保护的技术使用者：核动力运行研究所;中核武汉核电运行技术股份有限公司
技术研发日：2017.12.27
技术公布日：2019.07.05