一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量装置及方法与流程

本发明属于磁场测量
技术领域：
，特别是涉及一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量装置以及一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量方法。
背景技术：
：小型圆环型磁系统用于飞机电液伺服阀中，为电液伺服阀力矩马达提供恒定磁场。由于永久磁铁为永磁合金，硬而脆，难以加工，螺钉固定薄弱部位易断裂，而导磁体为软磁合金，导磁率高，材料相对软，易加工，螺钉固定薄弱部位稳定不易断裂。因此，该小型圆环型磁系统的结构采用两块永久磁铁和两块导磁体通过锡铅钎料相互间隔焊接组合在一起的方式，形成特定结构的圆环型磁路组件。磁场是一种看不见、摸不着的，却又客观存在的特殊物质，对磁场及磁性能的理解过于抽象，磁学中常用磁力线(或磁感应线)分布疏密程度来表达磁场强度大小。目前国内对类似这种小型圆环型磁路组件空间磁场分布与测量的研究及进展还相对滞后，没有固定模型，即使是同一种小型圆环型磁路组件，充磁方向不同其空间磁场分布亦不相同。磁性材料测量比较复杂，远远超出同种情况下的电气测量，与建立了明确术语的电参量测量相比，磁性测量有许多基本问题仍在讨论中，磁学理论研究仍在不断进步中。比如，“晶粒和畴结构”磁化不均匀性(电流分布均匀)；各向异性(导电材料各向同性)；磁场强度h和磁感应强度b关系高度非线性(电压与电流呈线性关系)等。王瑞凯等在《环形磁铁空间磁场的解析计算与仿真》中从永磁体的磁荷模型出发，运用标量磁位法、广义二项式定理、矢量叠加原理等建立了环形磁铁在磁体外部空间磁场分布的解析表达式，很好地反映了永磁环空间磁场的分布规律。但磁环规格、形状、结构及充磁方向等各不相同，其测量误差、磁体边界磁场分布的不均匀性以及在测量过程中手工测量带来的读数和位置误差、特斯拉计探头尺寸的影响等。都将会给小型圆环型磁系统磁场带来测量误差。某型飞机电液伺服阀中的小型圆环型磁系统，参与力矩马达磁力线闭环控制的有效磁通占比少，且永久磁铁与导磁体中间为钎焊料，磁阻较大，在长期使用或大修过程中存放不当，有切割磁感线的缺陷存在时，磁感应线流向发生变化而形成漏磁场，磁场强度有衰减现象，不能满足电液伺服阀性能要求。因此，针对该小型圆环型磁系统，发明一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量装置及方法，来实测空间磁场强度大小，运用雷达图统计分析空间磁场分布规律，掌握其磁场变化情况，在电液伺服阀维修作业中具有重要意义。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量方法及装置，构建小型圆环型磁系统特定的磁路空间测量模型，来实测空间磁场强度大小，运用雷达图清晰化磁系统结构与磁场分布，量化磁畴杂质(钎焊料、杂质、气泡等)对磁阻的影响，检验该型磁系统钎焊质量，掌握漏磁情况，更好地指导电液伺服阀维修作业，提高维修质量和效率。为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明的一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量装置，包括由铜板制得的底座，所述底座的上表面通过铜制沉头螺钉分别垂直安装有铜制固定支座和铜制位移锁定座；所述底座的上表面位于铜制固定支座的一侧横向开设有四个呈两组布列的第一燕尾槽，每一所述第一燕尾槽上滑动配合有第一探头支架；所述底座的上表面位于铜制固定支座的两相对侧分别竖向开设有一与第一燕尾槽相垂直设置的第二燕尾槽，每一所述第二燕尾槽上滑动配合有第二探头支架；所述铜制位移锁定座与铜制固定支座的侧部通过轴贯穿并于铜制固定支座侧部由铜制螺母对待测量的飞机小型圆环型磁系统进行锁定，所述铜制位移锁定座的顶部竖直设置有控制轴位移的销；四个呈两组布列的所述第一燕尾槽表面的边沿设置有第一位移标尺，所述第二燕尾槽表面的边沿设置有第二位移标尺；所述第一探头支架的顶端安装有特斯拉计探头；所述第二探头支架的顶端横向设置有与第一燕尾槽相平行的第三位移标尺，所述第三位移标尺的表面等间距设置有若干特斯拉计探头；所述第一探头支架与第二探头支架的底部分别设置有与第一第一燕尾槽、第二燕尾槽滑动配合的燕尾座。进一步地，所述铜制固定支座的底部开设有与底座表面开设的两通孔经铜制沉头螺钉进行锁紧固定的第一螺纹孔；所述铜制位移锁定座的底部开设有与底座表面开设的另两通孔经铜制沉头螺钉进行锁紧固定的第二螺纹孔；每一所述通孔的底端设置有与铜制沉头螺钉相配合的预制沉头窝槽。进一步地，所述轴包括主轴、设置于主轴一侧的与铜制螺母螺纹配合的螺纹柱以及与飞机小型圆环型磁系统的开口部相配合的凸肩、设置于主轴另一侧的外表面环绕开设有的半圆环形槽的槽柱以及位于槽柱一端的旋钮。进一步地，所述旋钮的端面设置有“↑”角度对准标识。进一步地，所述铜制位移锁定座的一侧开设有与轴间隙配合的第一贯穿孔，所述铜制位移锁定座的顶部开设有两与槽柱的半圆环形槽相对的盲孔。进一步地，所述铜制位移锁定座的侧部位于第一贯穿孔边缘设置有与“↑”角度对准标识相对应匹配的圆环形角度标识。进一步地，所述铜制固定支座的一侧开设有与轴间隙配合的第二贯穿孔，所述铜制固定支座的侧部与飞机小型圆环型磁系统之间通过铜制螺栓贯穿进行锁紧固定。进一步地，所述销包括与盲孔间隙配合的销轴以及设置于销轴顶端的手柄。一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量的方法，包括如下步骤：s01、安装测量装置：使用两个铜制沉头螺钉将固定支座、位移锁定座拧紧垂直固定安装于底座上，将轴穿过位移锁定座的第一贯穿孔以及固定支座的第二贯穿孔，将待测量的飞机小型圆环型磁系统安装于螺纹柱端，并用铜制螺母拧紧固定；用销插入至位移锁定座的两个盲孔中；依次安装第一探头支架和第二探头支架，并在其安装点位置安装好特斯拉计探头；s02、调节适宜测量位置：通过轴和销以及位移锁定座锁定纵向5个距离位置，进行360°全方位角度旋转轴，调节特斯拉计探头与待测量的飞机小型圆环型磁系统形成适宜测量间距；根据底座上的第一位移标尺与第二位移标尺来移动第一探头支架、第二探头支架来调整特斯拉计探头与待测量的飞机小型圆环型磁系统的距离并稳定放置；s03、测量磁场强度：通过与各特斯拉计探头电性相连的ht201便携式数字特斯拉计进行测量各安装有特斯拉计探头位置的磁场强度大小；s04、雷达图分析：对经由ht201便携式数字特斯拉计测量的个位置磁场强度数据进行读取，由数据处理软件制作形成雷达图进行分析。本发明具有以下有益效果：本发明空间磁场测量装置及方法，通过构建小型圆环型磁系统特定的磁路空间测量模型，来实测空间磁场强度大小，运用雷达图清晰化磁系统结构与磁场分布，量化磁畴杂质(钎焊料、杂质、气泡等)对磁阻的影响，检验该型磁系统钎焊质量，掌握漏磁情况，更好地指导电液伺服阀维修作业，提高维修质量和效率，通过记录“gs”磁通量数据，构成立体空间数据集，建立模型，获得磁场强度在磁系统空间位置上各分量的变化规律，可视化磁系统磁场分布，清晰化磁畴杂质(钎焊料、杂质、气泡等)对磁阻的影响、漏磁情况，使操作者更加清晰明了调试方向，避免“凭经验、碰运气”的反复拆装，效率大大提升，性能稳定性进一步提高，故障率明显降低，有效解决了修理过程中大量的实际问题，质量稳定，应用前景广泛，具有显著的军事、经济和社会效益。当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量装置的整体结构示意图；图2为图1中a-a剖面的剖面视图；图3为图1中b-b剖面的剖面视图；图4为本发明的底座的结构俯视图；图5为图1的结构右视图；图6为图1的结构左视图；图7为本发明轴的结构示意图；图8为图7的结构左视图；图9为本发明的待测量的飞机小型圆环型磁系统的结构示意图；图10为一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量的方法的步骤图；图11为优选实施例对待测量的飞机小型圆环型磁系统进行磁场测量建立的空间几何模型结构图；图12为对ht201便携式数字特斯拉计测量的磁场数据经图像软件制作形成的雷达图；图13为ht201便携式数字特斯拉计进行磁场测量的原理；图14为图11优选实施例中位于xoz平面上磁感应线分布图；图15为图11优选实施例中位于xoy平面上磁感应线分布图；图16为图11优选实施例中位于xoz平面上磁感应线分布图；图17位优选实施例中待测量的飞机小型圆环型磁系统的可视化磁系统磁场分布效果图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-底座，101-通孔，102-第二燕尾槽，103-第二位移标尺，104-第一燕尾槽，1041-第一位移标尺，105-预制沉头窝槽，2-第一探头支架，3-第二探头支架，301-第三位移标尺，4-铜制螺母，5-铜制固定支座，501-第一螺纹孔，502-第二贯穿孔，6-轴，601-主轴，602-螺纹柱，603-凸肩，604-旋钮，605-槽柱，7-销，701-销轴，702-手柄，8-铜制位移锁定座，801-盲孔，802-第二螺纹孔，803-圆环形角度标识，804-第一贯穿孔，9-铜制沉头螺钉，10-待测量的飞机小型圆环型磁系统，11-特斯拉计探头。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上表面”、“垂直”、“一侧”、“横向”、“顶部”、“竖直”、“顶端”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。请参阅图1-9所示，本发明为一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量装置，包括由铜板制得的底座1，底座1的上表面通过铜制沉头螺钉9分别垂直安装有铜制固定支座5和铜制位移锁定座8；底座1的上表面位于铜制固定支座5的一侧横向开设有四个呈两组布列的第一燕尾槽104，每一第一燕尾槽104上滑动配合有第一探头支架2；底座1的上表面位于铜制固定支座5的两相对侧分别竖向开设有一与第一燕尾槽104相垂直设置的第二燕尾槽102，每一第二燕尾槽102上滑动配合有第二探头支架3；铜制位移锁定座8与铜制固定支座5的侧部通过轴6贯穿并于铜制固定支座5侧部由铜制螺母4对待测量的飞机小型圆环型磁系统10进行锁定，铜制位移锁定座8的顶部竖直设置有控制轴6位移的销7；四个呈两组布列的第一燕尾槽104表面的边沿设置有第一位移标尺1041，第二燕尾槽102表面的边沿设置有第二位移标尺103；第一探头支架2的顶端安装有特斯拉计探头11；第二探头支架3的顶端横向设置有与第一燕尾槽104相平行的第三位移标尺301，第三位移标尺301的表面等间距设置有若干特斯拉计探头11；第一探头支架2与第二探头支架3的底部分别设置有与第一第一燕尾槽104、第二燕尾槽102滑动配合的燕尾座。其中，底座1采用h62铜板gb2041—1989制造，150mm(长)×70mm(宽)×10mm(高),上表面左端分布的4条第一燕尾槽104长50mm，第一探头支架2可以用手在第一燕尾槽104中自由滑动，确定位置后稳定放置；两侧表面对称各分布的第二燕尾槽102长为20mm，带第三位移标尺301的第二探头支架3可以用手在第二燕尾槽102种自由滑动，确定位置后稳定放置。其中，第一探头支架2采用φ6铜棒gb/t4423—1992制造，其下端燕尾座与底座1第一燕尾槽104相配，上端安装特斯拉计探头11，高度可自由调整，适宜高度是与铜制固定支座5的第二贯穿孔502的孔轴线齐平。其中，第三位移标尺301采用h62铜板gb2041—1989制造，60mm(长)×8mm(宽)×5mm(厚)，第三位移标尺301上每隔10mm的位置可以安装一个特斯拉计探头11，第三位移标尺301的下部与第二探头支架3固定连接成一体，第二探头支架3下端燕尾座与底座1的第二燕尾槽102相配，可以用手在燕尾槽中自由滑动，确定位置后稳定放置，其高度与支座5孔轴线齐平，第二探头支架3采用用φ6铜棒gb/t4423-1992制造。其中，铜制螺母4为m5宽14mm厚8mm的六方型螺母，用以拧紧固定待测量的飞机小型圆环型磁系统10。其中，铜制固定支座5，用h62铜板gb2041—1989制造，是一块44mm(高)×24mm(宽)×20mm(厚),第二贯穿孔502采用φ13mm孔，孔中心线距底端高度32mm，用以安装轴6。两第一螺纹孔501中心距10mm，距宽度边缘7mm对称分布，使用铜制沉头螺钉9将其固定在底座1上。其中，轴6，采用铜棒gb/t4423—1992制造，用以安装待测量的飞机小型圆环型磁系统10；调整纵向位移和横向360°全方位角度，主轴601直径φ13mm、长140mm。螺纹柱602采用m5×10螺纹，凸肩603采用φ13×7(宽)×1.5(长)、槽柱605采用5个连续的φ5半圆环形槽(距左端第一个半圆环形槽，其中点到左端面距离89.5mm)、旋钮604采用右端为直径φ20mm×厚度10mm旋钮，右端面上标有“↑”角度对准标识。其中，销7，采用上部φ6×30为手柄，下部φ5×30为销轴，用h62黄铜gb/t4423—1992棒料加工。其中，位移锁定座8，采用h62铜板gb2041—1989制造，48mm(高)×40mm(宽)×10mm(厚)，第一贯穿孔804采用φ13.2mm孔，孔中心线距底端高度32mm，用以穿过轴6。盲孔801位2个φ5盲孔，深度36mm，2盲孔801中心线距垂直中心线6.5mm对称分布；底部分布2个第二螺纹孔802，两第二螺纹孔802中心距20mm，距宽度边缘10mm对称分布，可用铜制沉头螺钉9将其固定在底座1上。位移锁定座8表面上刻有角度标识，在轴6旋转时利用“↑”便于识别磁系统角度位置，铜制沉头螺钉9，m5×20mm，用h62黄铜gb/t4423—1992棒料加工。共计4件，用于支座5、位移锁定座8与底座1的安装固定。其中，铜制固定支座5的底部开设有与底座1表面开设的两通孔101经铜制沉头螺钉9进行锁紧固定的第一螺纹孔501；铜制位移锁定座8的底部开设有与底座1表面开设的另两通孔101经铜制沉头螺钉9进行锁紧固定的第二螺纹孔802；每一通孔101的底端设置有与铜制沉头螺钉9相配合的预制沉头窝槽105。其中，轴6包括主轴601、设置于主轴601一侧的与铜制螺母4螺纹配合的螺纹柱602以及与飞机小型圆环型磁系统10的开口部相配合的凸肩603、设置于主轴601另一侧的外表面环绕开设有的半圆环形槽的槽柱605以及位于槽柱605一端的旋钮604。其中，旋钮604的端面设置有“↑”角度对准标识605。其中，铜制位移锁定座8的一侧开设有与轴6间隙配合的第一贯穿孔804，铜制位移锁定座8的顶部开设有两与槽柱605的半圆环形槽相对的盲孔801。其中，铜制位移锁定座8的侧部位于第一贯穿孔804边缘设置有与“↑”角度对准标识605相对应匹配的圆环形角度标识803。其中，铜制固定支座5的一侧开设有与轴6间隙配合的第二贯穿孔502，铜制固定支座5的侧部与飞机小型圆环型磁系统10之间通过铜制螺栓12贯穿进行锁紧固定。其中，销7包括与盲孔801间隙配合的销轴701以及设置于销轴701顶端的手柄702。其中，待测量的飞机小型圆环型磁系统11采用外径24mm，内径18mm，高度为15mm，充磁方向为径向充磁，形状简化为环形，磁感应线空间分布。如图10-16所示，一种飞机小型圆环型磁系统空间磁场测量的方法，包括如下步骤：s01、安装测量装置：使用两个铜制沉头螺钉9将固定支座5、位移锁定座8拧紧垂直固定安装于底座1上，将轴6穿过位移锁定座8的第一贯穿孔804以及固定支座5的第二贯穿孔502，将待测量的飞机小型圆环型磁系统10安装于螺纹柱602端，并用铜制螺母4拧紧固定；用销7插入至位移锁定座8的两个盲孔801中；依次安装第一探头支架2和第二探头支架3，并在其安装点位置安装好特斯拉计探头11；s02、调节适宜测量位置：通过轴6和销7以及位移锁定座8锁定纵向5个距离位置，进行360°全方位角度旋转轴6，调节特斯拉计探头11与待测量的飞机小型圆环型磁系统10形成适宜测量间距；根据底座1上的第一位移标尺1041与第二位移标尺103来移动第一探头支架2、第二探头支架3来调整特斯拉计探头11与待测量的飞机小型圆环型磁系统10的距离并稳定放置，测量的时候需将特斯拉计探头11与被测磁场的磁力线方向相垂直设置；s03、测量磁场强度：通过与各特斯拉计探头11电性相连的ht201便携式数字特斯拉计进行测量各安装有特斯拉计探头11位置的磁场强度大小；以铜制固定支座5左侧特斯拉计11安装点、“0”距离为例，磁系统充磁后稳定老化处理前、后磁场性能检测数据如表1、表2：件号：530距离位置测量，gs90°20135°257s180225°241270°50315°312n19245°232表1：充磁后稳定处理前8个角度位置磁场检测数据件号：530距离位置测量，gs90°15135°245s160225°235270°34315°294n15445°230表2充磁后稳定处理后8个角度位置磁场检测数据s04、雷达图分析：对经由ht201便携式数字特斯拉计测量的个位置磁场强度数据进行读取，由数据处理软件制作形成雷达图进行分析，采集的横向、纵向、竖向的数据分别放置于x-y-z轴上，进行空间结合模型显示，依次获取xoz平面的磁感应线分布、xoy平面的磁感应线分布、yoz平面的磁感应线分布。本发明空间磁场测量装置及方法，可检测某型飞机小型圆环型磁系统周边20mm球体范围内的磁场强度大小，记录“gs”磁通量数据，构成立体空间数据集，建立模型，获得磁场强度在磁系统空间位置上各分量的变化规律，可视化磁系统磁场分布，清晰化磁畴杂质(钎焊料、杂质、气泡等)对磁阻的影响、漏磁情况，效果见图17。使操作者更加清晰明了调试方向，避免“凭经验、碰运气”的反复拆装，效率提高了40％，性能稳定性进一步提高，故障率明显降低。本发明已全面应用于苏系列飞机电液伺服阀修理质量改进工程，有效解决了修理过程中大量的实际问题，质量稳定。应用前景广泛，具有显著的军事、经济和社会效益。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页1 2 3