一种测试建筑材料吸收电磁波性能的传动部分装置的制作方法

[0001]
本发明涉及环境保护技术领域，特别涉及一种测试建筑材料吸收电磁波性能的传动部分装置。


背景技术：

[0002]
电磁辐射无形、无色、无味、无声对人无感知却存在潜在巨大危害，它是继废水、废气、固废、噪声污染之后的又一大影响居民身体健康的重要污染源。建筑材料吸收电磁波的应用可以有效控制或减少建筑空间内的电磁辐射背景强度，降低电磁辐射的危害。测试建筑材料吸收电磁波性能的方法主要有弓形、波导、同轴等方法，其中弓形法适用于1ghz～40ghz频率范围内对建筑材料吸收电磁波性能测试，波导法适于600mhz～1ghz，同轴法适于30mhz～600mhz，这三种方法除测试频率范围和硬件结构不同外它们都用到了矢量网络分析仪，在弓形法测试系统中矢量网络分析仪的输出端和输入端分别与发射天线喇叭与接收天线喇叭相连接，发射天线喇叭与接收天线喇叭分别安装在弓形架垂直中心线两侧镜像对称位置上，建筑材料吸收电磁波性能试样水平中心与弓形架圆心重合，发射天线喇叭发出的电磁波到达建筑材料吸收电磁波性能试样后一部分反射给接收天线喇叭，接收天线喇叭得到建筑材料吸收电磁波性能试样的反射系数测量值和曲线，该测量值和曲线与发射天线喇叭与接收天线喇叭之间的角度有关，同时也与弓形架半径和建筑材料吸收电磁波性能试样的面积变化有关。现在对发射天线喇叭和接收天线喇叭在弓形架上的移动调整是分别进行移动调整固定的，每次调整后都要对发射天线喇叭和接收天线喇叭在弓形架上相互镜像对称性进行效验，这会浪费大量时间，同时不一定能确保发射天线和接收天线在弓形架上的相互镜像对称性，影响测试质量和效率。


技术实现要素：

[0003]
本发明要解决的问题是克服背景技术的不足，提供一种测试建筑材料吸收电磁波性能的传动部分装置。
[0004]
本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0005]
一种测试建筑材料吸收电磁波性能的传动部分装置，包括发射天线喇叭和接收天线喇叭，还包括一弓形架，所述弓形架分为半圆弧段和两垂直段，两垂直段分别与半圆弧段的两下端连接，两垂直段分别通过地脚螺栓固定在地面上；所述半圆弧段下方的地面上设有吸波材料；所述半圆弧段垂直中心线对应的地面上固定丝母管，丝母管内旋接有丝杆，在丝杆的顶部固定小正方形水平板，小正方形水平板的垂直中心线与半圆弧段的垂直中心线重合，在小正方形水平板上方放置铝质正方形标准板，铝质正方形标准板上方放置与铝质正方形标准板尺寸相同的吸波材料试样；所述半圆弧段为一半圆形的开口朝上的开口槽，半圆弧段的截面形状为矩形槽，在半圆弧段顶部的两侧边缘均设有外圆弧齿条，在半圆弧段的下端两侧边缘均设有内圆弧齿条，在半圆弧段的内底部沿半圆弧段方向布设有两道平行的滑槽，其中一个滑槽内装有左圆弧滑动齿条，另一个滑槽内装有右圆弧滑动齿条，左圆
弧滑动齿条和右圆弧滑动齿条的长度均为半圆弧段弧长的一半，在左圆弧滑动齿条和右圆弧滑动齿条的一端均向上固定一立杆轴套，另一端均向上固定一定位挡板，立杆轴套和定位挡板分别位于传动装置的两侧，上述的左圆弧滑动齿条和右圆弧滑动齿条、两个立杆轴套、两个定位挡板均关于半圆弧段的垂直中心线镜像对称布置；所述半圆弧段的左侧和右侧分别固定一框架a和框架b，框架a和框架b关于半圆弧段的垂直中心线镜像对称布置，在框架a和框架b的上部均穿有两根平行的上轴a，框架a和框架b的下部均穿有两根平行的下轴a，在每一根上轴a上装有两个上齿轮a，在每一根下轴a上装有两个下齿轮a，上齿轮a分别与半圆弧段两侧的外圆弧齿条相啮合，左圆弧滑动齿条和右圆弧滑动齿条上的立杆轴套分别与对应的上轴a固定在一起；所述框架a和框架b下端分别装有接收天线喇叭和发射天线喇叭，接收天线喇叭和发射天线喇叭的轴中心线均经过半圆弧段的圆心，在接收天线喇叭和发射天线喇叭的正前方或正后方分别装有cmos激光位移传感器a和cmos激光位移传感器b，cmos激光位移传感器a发出的激光光束与接收天线喇叭的轴中心线平行，cmos激光位移传感器b发出的激光光束与发射天线喇叭的轴中心线平行，接收天线喇叭和发射天线喇叭关于半圆弧段的垂直中心线镜像对称，cmos激光位移传感器a和cmos激光位移传感器b也关于半圆弧段的垂直中心线镜像对称；在半圆弧段中间位置设有传动装置，所述传动装置包括穿过半圆弧段两侧且平行的主动轴和被动轴，在位于矩形槽内的主动轴上通过键装有一主动齿轮和左传动齿轮，左传动齿轮与左圆弧滑动齿条啮合，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮通过键固定在被动轴上，被动轴上通过键固定一右传动齿轮，右传动齿轮与右圆弧滑动齿条啮合，在主动轴一端通过螺母固定一手轮，在手轮正上方设有弹性橡胶圆弧压块，弹性橡胶圆弧压块上方连接垂直推杆，垂直推杆向上穿过水平固定杆c上的孔，水平固定杆c另一端固定在垂直固定板上，垂直固定板通过螺钉固定在半圆弧段侧面，垂直推杆的顶部通过短轴c与移动杆铰接，移动杆的另一端通过短轴b与转动杆铰接，在转动杆上设有球形扳手，在转动杆的另一端通过短轴a与水平固定杆a铰接，水平固定杆a另一端固定在垂直固定板上，球形扳手向上或向下移动可使弹性橡胶圆弧压块离开或压住手轮；所述手轮转动带动主动轴转动，主动轴带动主动齿轮和被动齿轮同步转动，主动齿轮带动左传动齿轮同步转动，左传动齿轮与左圆弧滑动齿条啮合使得左圆弧滑动齿条移动，被动齿轮带动被动轴同步转动，被动轴带动右传动齿轮同步转动，右传动齿轮与右圆弧滑动齿条啮合使得右圆弧滑动齿条移动，左圆弧滑动齿条和右圆弧滑动齿条移动方向相反。
[0006]
进一步的，所述弓形架采用玻璃钢或工程塑料制成，地脚螺栓采用工程塑料制成，丝母管、丝杆、小正方形水平板均由工程塑料制作而成。
[0007]
进一步的，所述半圆弧段半径为900mm。
[0008]
进一步的，所述吸波材料为锥形吸波材料。
[0009]
进一步的，所述铝质正方形标准板边长为500mm或300mm或180mm。
[0010]
本发明的有益效果是：本发明的结构设置使得发射天线喇叭和接收天线喇叭测试过程中始终保持镜像对称位置，不再需要人工反复调整，不仅确保了测试吸波材料试样吸收电磁波性能的准确性，还大大提高了测试的效率。
附图说明
[0011]
图1是本发明的主视图。
[0012]
图2是图1的a-a剖面放大图。
[0013]
图3是图1的b-b剖面放大图。
[0014]
图4是图3的俯视图。
[0015]
图5是左圆弧滑动齿条上立杆轴套和定位挡板的视图。
[0016]
图6是图1中的小正方形水平板的俯视图。
[0017]
图7为左圆弧滑动齿条向右滑动的状态图。
[0018]
图8为左圆弧滑动齿条向右滑动的另一状态图。
[0019]
图中，1地面，2地脚螺栓，3垂直段，4半圆弧段，5外圆弧齿条，6内圆弧齿条，7接收天线喇叭，8下齿轮a，9下轴a，10上轴a，11上齿轮a，12框架a，13手轮，14弹性橡胶圆弧压块，15球形扳手，16被动轴，17框架b，18发射天线喇叭，19cmos激光位移传感器a，20cmos激光位移传感器b，21吸波材料试样，22铝质正方形标准板，23小正方形水平板，24丝杆，25丝母管，26吸波材料，27电磁波发射电缆，28矢量网络分析仪，29电磁波接收电缆，30中心线a，32定位环，33矩形槽，34滑槽，35右圆弧滑动齿条，36左圆弧滑动齿条，37主动轴，38主动齿轮，40右传动齿轮，41左传动齿轮，42垂直固定板，44水平固定杆a，45短轴a，46转动杆，47短轴b，48移动杆，49短轴c，50水平固定杆c，51垂直推杆， 54被动齿轮，55立杆轴套，56定位挡板。
具体实施方式
[0020]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，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装置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。
[0021]
本发明包括固定发射天线喇叭18和接收天线喇叭7的一弓形架，所述弓形架分为半圆弧段4和两垂直段3，半圆弧段4半径为900mm，两垂直段3分别与半圆弧段4的两下端连接，可以固定连接也可以一体连接，两垂直段3分别通过地脚螺栓2固定在地面1上。为避免对测试过程中的电磁波产生干扰，优选的，上述的弓形架采用对电磁波反射较小的非金属绝缘材料玻璃钢或工程塑料制成，地脚螺栓2采用工程塑料制成。
[0022]
在上述半圆弧段4下方的地面1上设有吸波材料26，优选锥形吸波材料。在半圆弧段4垂直中心线对应的地面1上固定丝母管25，丝母管25内旋有丝杆24，在丝杆24的顶部固定小正方形水平板23，同样的为避免对电磁波的干扰，这里的丝母管25、丝杆24、小正方形水平板23均由工程塑料制作而成，小正方形水平板23优选由玻璃钢制作而成。小正方形水平板23的垂直中心线与半圆弧段4的垂直中心线重合，测试时需要小正方形水平板23上表面中心点与半圆弧段4的圆心重合，小正方形水平板23高度可以调节，通过旋转小正方形水平板23从而旋转丝杆24，丝杆24在丝母管25内旋动，从而调节小正方形水平板23的垂直高度，测试时将小正方形水平板23的高度调至其上表面中心刚好与半圆弧段4圆心重合即可。在小正方形水平板23上方放置铝质正方形标准板22，铝质正方形标准板22上方再放置与铝
质正方形标准板22尺寸相同的吸波材料试样21，铝质正方形标准板22边长规格有500mm、300mm、180mm共三种，厚度均为5mm。其中边长500mm适于1～8ghz，300mm适于2～18ghz，180mm适于6～40ghz。铝质正方形标准板22放置在可升降小正方形水平板23上为吸波材料试样21提供一个理想反射面。
[0023]
上述半圆弧段4为一半圆形的开口槽，且开口朝上，半圆弧段4的截面形状为矩形槽33，见附图2，在半圆弧段4顶部的两侧边缘均设有外圆弧齿条5，两条外圆弧齿条5沿半圆弧段4顶部的两侧边缘布置且与顶部的两侧边缘形状吻合。在半圆弧段4的下端两侧边缘均设有内圆弧齿条6，两条内圆弧齿条6沿下端两侧边缘布置且与下端两侧边缘形状吻合。外圆弧齿条5和内圆弧齿条6为固定的齿条，不能滑动，可以与半圆弧段4一体制作而成，也可以后期固定在半圆弧段4的上、下两侧边缘上。在半圆弧段4的内底部即矩形槽33的内底部沿半圆弧段4方向布设有两道平行的半圆弧滑槽34，其滑槽34的长度与半圆弧段4的弧长相等或相近。其中一个滑槽34内装有左圆弧滑动齿条36，而另一个滑槽34内装有右圆弧滑动齿条35，左圆弧滑动齿条36和右圆弧滑动齿条35均为可以在滑槽34内滑动的齿条，且左圆弧滑动齿条36和右圆弧滑动齿条35的长度都仅为半圆弧段4弧长的一半。在左圆弧滑动齿条36的一端向上固定一立杆轴套55，所述立杆轴套55为在左圆弧滑动齿条36上固定一立杆,然后立杆顶端固定一轴套组成立杆轴套55，在左圆弧滑动齿条36的另一端向上固定一定位挡板56。所述的左圆弧滑动齿条36上的立杆轴套55位于半圆弧段4中部的传动装置的左侧，传动装置会在下面详细介绍，左圆弧滑动齿条36上的定位挡板56位于传动转置的右侧。同样的，在右圆弧滑动齿条35的一端也向上固定一立杆轴套55，另一端向上固定一定位挡板56，右圆弧滑动齿条35上的立杆轴套55位于传动装置的右侧，定位挡板56位于传动装置的左侧。
[0024]
在半圆弧段4的左侧和右侧分别固定一框架a12和框架b17，框架a12和框架b17关于半圆弧段4的垂直中心线镜像对称，因两侧结构均关于半圆弧段4的垂直中心线镜像对称，因此下面仅介绍左边的结构。请参阅附图1，框架a12被固定在半圆弧段4外围，在框架a12的上部穿有两根平行的上轴a10，框架a12的下部穿有两根平行的下轴a9，上轴a10和下轴a9均与框架a12固定为一体。在每一根上轴a10上通过轴用弹性挡圈装有两个上齿轮a11，在每一根下轴a9上通过轴用弹性挡圈装有两个下齿轮a8，这样四个上齿轮a11分别与两侧的外圆弧齿条5相啮合，四个下齿轮a8分别与两侧的内圆弧齿条6相啮合，上齿轮a11和下齿轮a8上均设有定位环32，定位环32用于各个齿轮在齿条上定位。这样框架a12可以通过齿轮与齿条啮合沿半圆弧段4移动。上述的左圆弧滑动齿条36上的立杆轴套55套在框架a12的任一上轴a10上与任一上轴a10连接在一起，通过立杆轴套55将框架a12与左圆弧滑动齿条36连接为一体，如此，当左圆弧滑动齿条36在滑槽34内滑动时，就会带动框架a12一起沿半圆弧段4移动。立杆轴套55和定位挡板56在移动到极限位时会分别被传动装置阻挡，因此左圆弧滑动齿条36无论往哪个方向移动均不会与传动装置脱离，立杆轴套55和定位挡板56具有限位的作用。
[0025]
在框架a12的下端中部装有接收天线喇叭7，在接收天线喇叭7的正前方或正后方装有cmos激光位移传感器a19，即cmos激光位移传感器a19安装在垂直附图1向里或向外的方向上，接收天线喇叭7的轴中心线经过半圆弧段4的圆心，cmos激光位移传感器a19发出的激光光束与接收天线喇叭7的轴中心线平行，则当小正方形水平板23上表面的中心位于半
圆弧段4的圆心处时，这时cmos激光位移传感器a19发出的激光光束和小正方形水平板23上表面前边的中心点与后边中心点的连线相交，这里将这条线称之为中心线a30，这里前后以垂直附图1向里的方向定义为后，垂直附图1向外的方向定义为前，请参阅附图6。
[0026]
右圆弧滑动齿条35与左圆弧滑动齿条36为镜像结构对称布置，框架b17与框架a12同样镜像结构对称布置，不同的是框架b17下方安装的是发射天线喇叭18和cmos激光位移传感器b20。cmos激光位移传感器a19和cmos激光位移传感器b20同样是镜像结构对称布置。同样的，发射天线喇叭18的轴中心线经过半圆弧段4的圆心，cmos激光位移传感器b20发出的激光光束与发射天线喇叭18的轴中心线平行，且cmos激光位移传感器b20发出的激光光束也与中心线a30相交，且当小正方形水平板23的上表面中心位于半圆弧段4的圆心时，cmos激光位移传感器a19发出的激光光束和cmos激光位移传感器b20发出的激光光束相交于中心线a30上一点，由此可根据这个调整小正方形水平板23的高度，使得其上表面中心位于半圆弧段4的圆心处。
[0027]
半圆弧段4为发射天线喇叭18和接收天线喇叭7提供一个半圆弧滑动轨道，使发射天线喇叭18和接收天线喇叭7相对于被测吸波材料试样21处于远场区，同时发射天线喇叭18和接收天线喇叭7的角度位置对称，确保电磁波入射角和反射角相对小正方形水平板23垂直中心线对称。
[0028]
在半圆弧段4中心位置，即位于半圆弧段4垂直中心线的位置处设有传动装置，即传动装置设在半圆弧段4的中部，请参阅附图1、附图3和附图4，下面详细介绍传动装置：所述传动装置包括主动轴37，主动轴37穿过半圆弧段4两侧，并且主动轴37两端通过轴用弹性挡圈与半圆弧段4固定在一起，且主动轴37一端设有轴肩定位。位于矩形槽33内的主动轴37上通过键装有一主动齿轮38和左传动齿轮41，左传动齿轮41与左圆弧滑动齿条36啮合，主动齿轮38与一被动齿轮54啮合，被动齿轮54通过键固定在一被动轴16上，被动轴16与主动轴37平行，被动轴16上通过键固定一右传动齿轮40，右传动齿轮40与右圆弧滑动齿条35啮合，被动轴16一端设有轴肩定位，被动轴16另一端通过轴用弹性挡圈固定。在主动轴37一端通过螺母固定一手轮13，在手轮13正上方设有弹性橡胶圆弧压块14，弹性橡胶圆弧压块14上方连接垂直推杆51，垂直推杆51向上穿过水平固定杆c50上的孔，水平固定杆c50另一端固定在垂直固定板42上，垂直固定板42通过螺钉固定在半圆弧段4侧面，垂直推杆51的顶部通过短轴c49与移动杆48铰接，移动杆48的另一端通过短轴b47与转动杆46铰接，在转动杆46上设有球形扳手15，在转动杆46的另一端通过短轴a45与水平固定杆a44铰接，水平固定杆a44另一端固定在垂直固定板42上，当短轴a45、短轴b47 、短轴c49处于同一垂直面时将形成死点。当一只手握持球形扳手15向上移动时垂直推杆51向上移动，垂直推杆51上的弹性橡胶圆弧压块14也向上移动，此时另一只手可转动手轮13，转动完毕后将球形扳手15向下移动，弹性橡胶圆弧压块14再次压持住手轮13。当手轮13转动时主动轴37也转动，主动轴37上的左传动齿轮41啮合的左圆弧滑动齿条36开始移动，因此连接在左圆弧滑动齿条36上的框架a12也开始移动，固定在框架a12下方的接收天线喇叭7也同步移动。同时，主动轴37上的主动齿轮38啮合被动齿轮54也同步转动，被动齿轮54固定在被动轴16上，被动轴16上的右传动齿轮40啮合的右圆弧滑动齿条35朝与左圆弧滑动齿条36相反的方向移动，因此连接在右圆弧滑动齿条35上的框架b17也向与框架a12相反的方向移动，固定在框架b17下方的发射天线喇叭18也同步移动。主动齿轮38、被动齿轮54、左传动齿轮41、右传动齿轮40的
直径和模数相同，左圆弧滑动齿条36和右圆弧滑动齿条35的模数分别与左传动齿轮41和右传动齿轮40的模数相同，所以当手轮13转动时发射天线喇叭18和接收天线喇叭7始终往相反方向移动，且始终保持镜像对称位置，这就确保了测试吸波材料试样21吸收电磁波性能的准确性和效率。
[0029]
使用方法：矢量网络分析仪28通过电磁波发射电缆27与发射天线喇叭18连接，通过电磁波接收电缆29与接收天线喇叭7连接，开启cmos激光位移传感器a19和cmos激光位移传感器b20，根据cmos激光位移传感器a19和cmos激光位移传感器b20激光光束的相交点调整小正方形水平板23的高度，转动小正方形水平板23使丝杆24沿丝母管25垂直方向移动，调节小正方形水平板23的高度使之cmos激光位移传感器a19和cmos激光位移传感器b20激光光束的相交点位于中心线a30上，这时代表小正方形水平板23的上表面中心点位于半圆弧段4的圆心处，然后用一只手握持球形扳手15向上移动使弹性橡胶圆弧压块14不再压持手轮13，另一只手转动手轮13使框架a12和框架b17移至想要的相对称角度，然后将球形扳手15向下移动，使得弹性橡胶圆弧压块14再次压持住手轮13。这时开启矢量网络分析仪28设定吸波材料试样21测试频率范围，将铝质正方形标准板22放置在小正方形水平板23上。矢量网络分析仪28通过测试铝质正方形标准板22来检查校准结果，其中铝质正方形标准板22的电磁波反射率应在
±
0.5db之间，然后再将吸波材料试样21放置在铝质正方形标准板22上并与之边部对齐重合，发射天线喇叭18发出设定频率的电磁波，接收天线喇叭7接收由吸波材料试样21反射的电磁波，矢量网络分析仪28分析吸波材料试样21吸波性能随频率变化的数值及曲线，当曲线稳定后即为测试结果。
[0030]
本发明发射天线喇叭18和接收天线喇叭7均采用齿轮和齿条传动，保证了二者镜像对称，cmos激光位移传感器a19、cmos激光位移传感器b20方便调节小正方形水平板23高度，发射天线喇叭18和接收天线喇叭7的轴中心线均通过半圆弧段4圆心，由此确保了测试质量和效率。
[0031]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。