一种阵列式ect传感器通用型夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明主要设计一种电容层析成像传感器夹持装置，主要用于辅助电容层析成像系统传感器的固定及电容测量，同时也可用于辅助阵列式超声传感器进行管道方面的检测。
【背景技术】
[0002]电容层析成像(ElectricalCapacitance Tomography，ECT)技术是一种工业层析成像(Process Tomography, PT)技术。20世纪80年代中期正式形成和发展起来的，以两相流或多相流为主要对象的过程参数二维或三维分布状况的实时检测技术。ECT传感器主要由4部分组成:检测电极、绝缘管道、屏蔽电极和接地屏蔽罩。
[0003]ECT传感器通常为环形单圈，极板数量越多，测量数据量越大。按照不同检测需要，极板数量会取8、12、16等。由于待测管道与极板结构的特殊性，ECT传感器通常依靠粘贴方法进行固定。当需要改变传感器极板数量和极板尺寸时，需要重新设计并粘贴固定传感器，不易于实际应用。
【发明内容】
[0004]为更方便的固定ECT传感器极板，更易于改变传感器极板数量、尺寸参数，本发明设计了一种ECT传感器通用型夹具。为实现上述发明目的，所述的ECT传感器通用型夹具以如下方式实现:
[0005]为了实现改变极板数量的需求，在外套一圈360°上每隔相同的角度打一个螺纹孔，例如当极板个数为8时，间隔的度数为45°，当极板个数为12时，间隔的度数为30°，以此类推，孔间角度与极板数目对应即可，因极板个数较多时会使夹具结构看起来非常复杂，因此此处为使夹具结构更加清晰，以4极板为例，即每隔90°打一个螺纹孔，在任意相邻两个螺纹孔的中间用一个经过外套轴线的平面将一个完整的外套“切开”分成一对，这样，通过外套夹具可实现不同数目极板个数的组合。
[0006]一种应用于电容层析成像传感器极板的通用型夹具，其特征在于:
[0007]包括相隔均匀角度开有螺纹孔的外套I ;与ECT传感器极板直接接触并进行极板固定的滑动件2，滑动件的中间为一段圆柱，其一头为半球型，与极板直接接触，另一头为一段螺柱，其直径小于中间的圆柱，螺柱部分与螺母配合起固定作用；上滑轨3，滑轨的横截面为圆弧状，两侧开槽容纳滑动件2滑动，槽的宽度等于滑动件2螺柱部分的直径，中间位置打孔，中下部切槽使其与下滑轨中上部的切槽相配合；下滑轨4，下滑轨的横截面为圆弧状，两侧开槽容纳滑动件2滑动，槽的宽度等于滑动件2螺柱部分的直径，中间位置打孔，中间切槽位置处于滑轨上半部分，如此上滑轨3的下切槽恰好与下滑轨4的上切槽相配合；连接件5，其外形如两段阶梯轴，直径较大的阶梯开有内螺纹孔，直径较小的阶梯为一段螺柱；所述滑动件2分别安装在上滑轨3和下滑轨4的滑槽中，滑动件2的螺柱部分与滑槽两侧相切，并用螺母调节并固定滑动件2在上滑轨3和下滑轨4滑槽中的位置，所述上滑轨3与下滑轨4交叉叠放使其中部两孔同轴，使连接件5直径较小的螺柱部分穿过两滑轨中部同轴的螺纹孔，用螺母固定，所述螺栓6与外套I和连接件5同轴，使螺栓6穿过外套I上的螺纹孔并插入连接件5的螺纹孔中，构成紧固爪7，外套1、螺栓6与连接件5之间均为螺纹连接。
[0008]为了实现夹紧不同尺寸极板(此处不同尺寸包含极板曲率改变而圆弧面宽窄不变、极板曲率不变而圆弧面宽窄改变、极板曲率和圆弧面宽窄均改变三种情况，见附图2)的需求，设计了紧固爪7。装配方案如下所述，首先滑动件2分别安装在上滑轨3和下滑轨4的滑槽中，上滑轨3和下滑轨4类似不同之处仅仅在于中间切槽位置，滑动件的圆柱面与滑槽两侧相切配合，用螺母调节并固定滑动件2在两滑轨滑槽中的位置；上滑轨3与下滑轨4交叉叠放使其中部两孔同轴，将连接件5直径较小的螺柱部分穿过两滑轨中部同轴的螺纹孔，用螺母固定，上滑轨3中下部的切槽与下滑轨4中上部的切槽相配合，为保证滑动件2位于滑轨滑槽中相同位置时四个滑动件与极板的接触点位于一个曲面上，需要使两滑轨在中部切槽位置叠放在一起时总厚度仍为一个滑轨的厚度，换言之，需要使上滑轨3切槽的深度与下滑轨4切槽的深度之和为一个滑轨的厚度，例如上滑轨3切槽深度为1/3倍的滑轨厚度时，下滑轨4的切槽深度就要为2/3倍的滑轨厚度，此处从易于加工的方面考虑，推荐上滑轨3与下滑轨4的切槽深度均为1/2倍的滑轨厚度。连接件5直径较小的螺柱部分与螺母配合可将两滑轨固定在一起。螺栓6与连接件5的螺纹孔同轴，将螺栓6插入连接件5的内螺纹孔组成紧固爪7。通过改变紧固爪7中上滑轨3与下滑轨4交叉的角度和滑动件2在滑槽中的位置，可以实现对不同宽度、曲率极板的固定。
【附图说明】
[0009]图1为夹具整体结构示意图。
[0010]图2为极板尺寸参数变化示意图(此处以极板所对中心角的大小表征其宽度参数)。
[0011]图3.1为外套I示意图。
[0012]图3.2为滑动件2示意图。
[0013]图3.3为上滑轨3示意图。
[0014]图3.4为下滑轨4示意图。
[0015]图3.5为连接件5示意图。
[0016]图3.6为螺栓6结构图。
[0017]图3.7为紧固爪7整体结构示意图。
[0018]图4.1为两滑轨间夹角最大，滑动件位于滑槽最外侧时紧固爪7示意图。
[0019]图4.2为两滑轨间夹角最大，滑动件位于滑槽最内侧时紧固爪7示意图。
[0020]图4.3为两滑轨间夹角最小，滑动件位于滑槽最外侧时紧固爪7示意图。
[0021]图4.4为两滑轨间夹角最小，滑动件位于滑槽最内侧时紧固爪7示意图。
[0022]图5.1为紧固爪7宽度量程处于最大值时示意图。
[0023]图5.2为紧固爪7宽度量程处于最小值时示意图。
[0024]图5.3为紧固爪7曲率量程处于最小值时示意图。
[0025]图5.4为紧固爪7曲率量程处于最大值时示意图。
【具体实施方式】
[0026]结合说明书附图对本发明做进一步说明:
[0027]本套夹具在使用时，首先，根据前文所述组装紧固爪7 ;然后，根据ECT传感器极板的数量，选择所使用紧固爪的个数，并选用对应的外套1，通过其上螺纹孔固定紧固爪间距。第三，根据极板尺寸，将上滑轨3和下滑轨4之间张开合适角度并调节滑动件2使其位于滑槽中合适位置。
[0028]现叙述紧固爪7如何实现通用性。与前文提到的极板的尺寸变化方式相对应。首先考虑极板曲率不变而所对的中心角(即极板宽窄)变化的情况:将紧固爪7中下滑轨4调至垂直管道轴线方向，将上滑轨3调至平行管道轴线方向(此时两滑轨垂直)，同时将下滑轨4中滑动件2滑至滑槽最外侧，上滑轨3中滑动件2调至使其接触极板，此时为紧固爪7宽度量程的最大值，如图5.1所示。若将两滑轨中滑动件均调至滑槽最内侧，并减小上滑轨3与下滑轨4间角度至两滑轨中部切槽位置相接触，此时两滑轨间夹角达到最小值，易看出，两滑轨中部切槽越长，能达到的夹角最小值就越小，转动紧固爪使其整体上位于管道轴向方向，并且四个滑动件均与极板接触，此时达到紧固爪7双滑轨情况下宽度量程的最小值，如图5.2所示。若极板宽度继续变小，可直接卸下紧固爪的一个滑轨，只靠一个滑轨定位，此时达到紧固爪7宽度量程真正的最小值。
[0029]然后考虑极板宽度不变而曲率变化的情况。曲率最小(即直径最大，极板最平，最接近平面)时，此时调节上滑轨3与下滑轨4使其相互垂直，并且令滑动件均位于滑槽最内侧，转动紧固爪使四个滑动件均与极板接触，此即紧固爪7曲率量程最小值，如图5.3所示。如前文所提，将滑动件2均调至滑槽最外侧，并将两滑轨间角度减小至最小值，转动紧固爪，使两滑轨整体上位于管道周向方向，此时达到紧固爪7曲率量程最大值，如图5.4所不O
[0030]最后，当极板曲率和宽度均改变时，灵活调节两滑轨间角度和滑动件在滑槽中的位置，取得合适的搭配使四个滑动件均与极板接触即可。综合上述三种情况可知，紧固爪7可以实现不同宽度、不同曲率极板的固定，自由度高，灵活性好，实现了通用。最后将螺栓6穿过外套I上的螺纹孔使紧固爪7与外套I连接起来并拧紧固定。
【主权项】
1.一种应用于电容层析成像传感器极板的通用型夹具，其特征在于: 包括相隔均匀角度开有螺纹孔的外套(I);与ECT传感器极板直接接触并进行极板固定的滑动件(2)，滑动件的中间为一段圆柱，其一头为半球型，与极板直接接触，另一头为一段螺柱，其直径小于中间的圆柱，螺柱部分与螺母配合起固定作用；上滑轨(3)，滑轨的横截面为圆弧状，两侧开槽容纳滑动件(2)滑动，槽的宽度等于滑动件(2)螺柱部分的直径，中间位置打孔，中下部切槽使其与下滑轨中上部的切槽相配合；下滑轨(4)，下滑轨的横截面为圆弧状，两侧开槽容纳滑动件(2)滑动，槽的宽度等于滑动件(2)螺柱部分的直径，中间位置打孔，中间切槽位置处于滑轨上半部分，如此上滑轨(3)的下切槽恰好与下滑轨(4)的上切槽相配合；连接件(5)，其外形如两段阶梯轴，直径较大的阶梯开有内螺纹孔，直径较小的阶梯为一段螺柱；所述滑动件(2)分别安装在上滑轨(3)和下滑轨(4)的滑槽中，滑动件(2)的螺柱部分与滑槽两侧相切，并用螺母调节并固定滑动件(2)在上滑轨(3)和下滑轨(4)滑槽中的位置，所述上滑轨(3)与下滑轨(4)交叉叠放使其中部两孔同轴，使连接件(5)直径较小的螺柱部分穿过两滑轨中部同轴的螺纹孔，用螺母固定，所述螺栓(6)与外套⑴和连接件(5)同轴，使螺栓(6)穿过外套⑴上的螺纹孔并插入连接件(5)的螺纹孔中，构成紧固爪(7)，外套(1)、螺栓(6)与连接件(5)之间均为螺纹连接。
【专利摘要】一种阵列式ECT传感器通用型夹具属于辅助检测领域，可实现传感器极板的方便定位、可靠固定、灵活变换极板数目、尺寸参数等功能。该套夹具主要包括外套、滑动件、上滑轨、下滑轨、连接件、螺栓几部分。首先滑动件分别安装在上滑轨和下滑轨的滑槽中，滑动件的圆柱面与滑槽两侧相切配合，用螺母调节并固定滑动件在两滑轨滑槽中的位置；上滑轨与下滑轨交叉叠放使其中部两孔同轴，将连接件直径较小的螺柱部分穿过两滑轨中部同轴的螺纹孔，用螺母固定，上滑轨中下部的切槽与下滑轨中上部的切槽相配合，连接件直径较小的螺柱部分与螺母配合可将两滑轨固定在一起。与连该发明用于辅助ECT传感器电容值的测量，具有通用性，灵活方便。
【IPC分类】B25B11/00
【公开号】CN104959925
【申请号】CN201510130339
【发明人】李楠, 刘逵, 刘秀成, 吕炎, 焦敬品, 宋国荣
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月21日