[发明专利]一种测量板弹簧形变部质量的系统和方法

说明书

本发明公开一种测量板弹簧形变部质量的系统，包含：固定装置；配重件；振动驱动器；非接触式的位移传感器；处理装置，其被配置成：接收配重件质量的信息；根据第一位移变化信息、第二位移变化信息得到第一频率信息f₁和第二频率信息f₂，根据公式计算形变部和振动驱动器整体的质量，m₁为配重件的质量。本申请的技术方案能在不改变板弹簧结构的基础上，通过测量板弹簧的振动频率，间接计算得到板弹簧的形变部和振动驱动器整体的有效质量，结构简单。本申请另提供一种测量板弹簧形变部质量的方法。

技术领域

本发明涉及板弹簧形变部质量的测试技术，具体地，涉及一种测量板弹簧形变部质量的系统和方法。

背景技术

斯特林制冷机是一种回热式低温制冷机，采用直线电机进行驱动，具有效率高、结构紧凑、体积小的特点。板弹簧技术是斯特林制冷机长寿命，高可靠运行的关键技术之一，板弹簧通常与斯特林制冷机的活塞和排出器相连，其弹簧臂(形变部)作为运动部件的一部分提供轴向的往复力，其外缘(固接部)与机器外壳紧固连接，为活塞和排出器提供径向支撑维持间隙密封。在斯特林制冷机中，运动部件的质量关系到机器的制冷性能、振动幅度以及工作噪声。而运动部件整体的质量，通常是在设计阶段对制冷机模型进行优化分析得出。实际制造过程中，若没有将板弹簧参与运动的弹簧臂的质量计算在内，会导致最终的成品机在预定的工作频率下无法满足设计时的性能需求，且整机的振动和噪声也会恶化。目前并未有一种通用的简单有效的方法用于测量参与运动的板弹簧弹簧臂部分的质量。有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何测量板弹簧形变部的质量。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种测量板弹簧形变部质量的系统，所述板弹簧具有固接部和形变部，所述系统包含：固定装置，用以固定固接部，且在固定固接部时允许形变部沿轴向弹性振动；配重件；振动驱动器，通过对形变部施以初始激励而使形变部单独沿轴向弹性振动，且通过对形变部和配重件整体施以初始激励而使形变部和配重件整体沿轴向弹性振动；非接触式的位移传感器，检测形变部单独沿轴向弹性振动的第一位移变化信息、以及形变部和配重件整体沿轴向弹性振动的第二位移变化信息；处理装置，其被配置成：接收配重件质量的信息；接收第一位移变化信息并形成相对应的第一位移时序函数信息，接收第二位移变化信息并形成相对应的第二位移时序函数信息；对第一位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第一频谱函数信息，对第二位移时序函数信息进行傅里叶变换形成第二频谱函数信息；提取第一频谱函数信息中振幅最大时的第一频率信息f₁，提取第二频谱函数信息中振幅最大时的第二频率信息f₂；根据公式计算形变部和振动驱动器整体的质量，其中m为为形变部和振动驱动器整体的质量，m₁为配重件的质量。

较佳地，所述处理装置还被配置成：接收振动驱动器(5)质量的信息；根据公式m₃＝m-m₂计算形变部的质量，m₂为振动驱动器的质量，m₃为形变部的质量。

较佳地，所述振动驱动器具有连接杆，所述排出器通过连接杆与形变部相固接。

较佳地，所述连接杆穿过所述形变部的轴心，并通过轴向定位螺母与形变部相固接。

较佳地，所述配重件能够可拆卸地安装于所述连接杆上。

较佳地，所述非接触式的位移传感器为激光位移传感器、电感式位移传感器或磁滞伸缩位移传感器。