[发明专利]一种高聚能大冲击脉冲力锤

说明书

本发明公开了一种高聚能大冲击脉冲力锤。该冲力锤包括中空的碳纤维锤柄，锤柄的前端设置锤头，锤头的下端设置力传感器，力传感器的下端设置缓冲头，缓冲头包括低频缓冲头、中频缓冲头、中高频缓冲头，根据待测物不同更换对应的缓冲头，缓冲头的上端面与力传感器的敏感面端面直接接触，锤柄的内部贯穿电缆线，电缆线的一端与力传感器连接，另一端连接高输入阻抗变换器，高输入阻抗变换器固接于锤柄的尾端并与BNC连接头相连，高输入阻抗变换器输出信号由BNC传出，高输入阻抗变换器采用二线制传输方式，供电与信号输出共用一根线。本发明解决了现有技术冲击量程较小，脉冲能量谱不均匀，难以充分激发低频共振，影响试验效果的问题。

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种用于共振检测、试验设计及模态试验等阻尼结构的动态特性测试的脉冲力锤。

背景技术

现有的脉冲力锤，冲击力量程仅到20kN，冲击能量和频谱不集中，激励的脉冲信号功率谱较乱，有些功率谱的分量为零，使得传递函数分母为零，因而其传递函数发生畸变，无法适用于共振检测、试验设计及模态试验等阻尼结构的动态特性测试。现有的脉冲力锤主要的问题是冲击量程较小，无法激励大型结构件；脉冲能量谱不均匀，传递函数畸变；难以充分激发低频共振，影响试验效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过更换缓冲头可以有效扩大冲击力量程的高聚能大冲击脉冲力锤。

为了实现上述目的，本发明高聚能大冲击脉冲力锤采用的如下技术方案：

一种高聚能大冲击脉冲力锤，包括中空的碳纤维锤柄，锤柄的前端设置有锤头，锤头的下端设置有力传感器，力传感器的下端设置有缓冲头，缓冲头包括低频缓冲头、中频缓冲头、中高频缓冲头，根据待测物不同更换对应的缓冲头，缓冲头的上端面与力传感器的敏感面端面直接接触，所述锤柄的内部贯穿有电缆线，电缆线的一端与力传感器连接，另一端连接高输入阻抗变换器，高输入阻抗变换器固接于锤柄的尾端并与BNC连接头相连，高输入阻抗变换器输出信号由BNC传出，高输入阻抗变换器采用二线制传输方式，供电与信号输出共用一根线。三种缓冲头，刚度及材料按照软(低频)、中(中频)、硬(中高频)进行独特的设计，通过变更缓冲头，使得力锤能够在相应的频段产生均匀的激励力功率谱，传递函数无畸变。锤柄采用碳纤维材料，中空设计，保证了力锤重量尽可能集中于锤头上，产生高能力的激励，也保证了力锤整体轻便，使用安全。缓冲头通过螺纹与力传感器敏感面直接接触，无失真的感受到冲击力的变化，完整拾取脉冲力的全频段信号。高输入阻抗变换器内置于锤柄内，采用二线制传输方式(供电与信号输出共用一根线)，可有效隔离外界对电荷信号的干扰，提高抗干扰能力。

锤头设置有锤柄插入的盲孔，该盲孔螺纹连接有套接在锤柄外侧的衬套，衬套与锤柄处设置有垂直于二者的螺栓螺母将锤柄与衬套固定连接。采用衬套提高锤柄与锤头之间的可靠，保证了连接的稳定性。

所述锤头的顶部设置有螺纹孔用于安装附加质量块。可拆卸和更换的附加质量块，可有效加大激励能量，适用于激励大型结构件。

所述力传感器包括上下布置的两个膜片，两个膜片通过双头螺栓连接，在两个膜片之间由上至下依次贴合有导电片、晶片、导电片、晶片，两个导电片与电缆线连接，处在最下端的晶片与处在下侧的膜片贴合，处在下侧的膜片的下端面通过螺钉与缓冲头的上端面贴合。

所述低频缓冲头为蓝色、中频缓冲头为黑色、中高频缓冲头为白色，按照硬度，低频缓冲头＜中频缓冲头＜中高频缓冲头。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

通过变更缓冲头，使得力锤能够在相应的频段产生均匀的激励力功率谱，传递函数无畸变。锤柄采用碳纤维材料，中空设计，保证了力锤重量尽可能集中于锤头上，产生高能力的激励，也保证了力锤整体轻便，使用安全。缓冲头通过螺纹与力传感器敏感面直接接触，无失真的感受到冲击力的变化，完整拾取脉冲力的全频段信号。高输入阻抗变换器内置于锤柄内，采用二线制传输方式(供电与信号输出共用一根线)，可有效隔离外界对电荷信号的干扰，提高抗干扰能力。