[發(fā)明專利]一種適用于電工材料應力加載下的三維磁特性測量裝置

有效

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• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111142054B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 李永建;張文婷;萬振宇;付裕;楊明
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01R33/00;G01R1/04
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種適用于電工材料在應力加載條件下的三維磁特性測量裝置，其特征為，該裝置包括測量臺、控制模塊和待測樣品電磁模塊；

所述的控制模塊的組成包括信號放大器、NI采集卡、功率放大器、水冷電阻、匹配電容箱和電腦，其中，信號放大器、NI采集卡、功率放大器、水冷電阻、匹配電容箱順次相連，電腦與NI采集卡相連；匹配電容箱與測量裝置的激磁線圈相連；樣品內(nèi)部的B-H復合傳感線圈與信號放大器相連；

所述的測量臺包括底座、電缸工作平臺、結構支撐柱、電缸支架、磁軛外殼支撐柱、磁軛外殼、固定電缸夾件、電缸、裝置放置底臺、主磁軛、極頭段磁軛、激磁線圈、把手、施加應力板、卡件螺母、應力傳感器和拉動連結；

所述的底座的上面為裝置放置底臺，磁軛外殼位于裝置放置底臺的中部；裝置放置底臺的每個角上豎直固定有一個結構支撐柱；十字形的電缸支架的四個端部分別固定在一個結構支撐柱的頂端，其十字交叉中心位置固定有一套應力加載結構，電缸支架的四個支撐臂的下表面中間，均安裝有一個磁軛外殼支撐柱，外殼支撐柱的下端分別位于磁軛外殼端面的四角；裝置放置底臺的每個邊板上固定有一個電缸工作平臺，每個電缸工作平臺的端頂延伸至磁軛外殼的一個側壁，每個電缸工作平臺上都固定有一套應力加載結構；即本裝置共有六套相同的應力加載結構，六套應力加載結構分別位于磁軛外殼的上、下、左、右、前、后六個面中心位置的外部；除去上、下兩個方向，四周的每個應力加載結構中的電缸由固定電缸夾件來固定，固定電缸夾件固定在電缸工作平臺上；

所述的底座在中心位置有一個與下電缸放置殼相通的加力通道，該加力通道為通孔型結構，其俯視圖形狀為正方形的每條邊有一個相同的條狀凸起，且通孔大小與把手尺寸相同；下電缸放置殼為四個方形分布的豎直的直角型角鋼組成，四個折角向內(nèi)的直角型角鋼通過電缸上擋板相連，電缸上擋板中心有通孔；電缸上擋板位于加力通道的正下方；

所述的磁軛外殼為六個相同的正方形板所圍成的立方體中空結構，每個正方形板為鏤空結構，其四條邊均有一定寬度的邊框，從這四個邊框的中間位置分別向中心延伸出一條窄板，每個窄板的末端與一個正方形方框的一條邊框的中部相連；窄板的內(nèi)側設置有卡槽，主磁軛通過固定磁軛夾件固定于窄板上，且該窄板形成十字形結構，十字形結構中心位置有一個與把手尺寸匹配的正方形挖孔，中心的正方形挖孔用于安裝應力加載結構的把手，來放置極頭段磁軛；

所述裝置的磁路結構中，主磁軛由12個直角型磁軛構成，每個直角型磁軛固定在磁軛外殼中相鄰的兩個正方形板的中部；每四個直角型磁軛在一個維度上圍成一個正方形框架結構，空間結構中則一共可構成三個正方形結構，這三個正方形結構在三個維度上成互相垂直的方向排列，6個極頭段磁軛各自固定在磁軛外殼中正方形板的中部的正方形方框處；每個極頭段磁軛的尾端與周圍的4個主磁軛分別相連；極頭段磁軛的主體是橫截面為正方形的棱柱，頂部為梯臺，其下部的橫截面是十字形；極頭段磁軛下部插入到應力加載結構中的把手中，中段用于纏繞激磁線圈，頂部梯臺的端面貼合到待測立方體樣品的一個側面；

所述的應力加載結構，包含電缸、拉動連結、卡件螺母、應力傳感器、施加應力板和把手組成；極頭段磁軛下部插在把手中心的正方形通孔中，其下部端面固定有施加應力板，施加應力板的中心為一個連接桿，連接桿的末端中心有挖孔，應力傳感器兩端的兩個螺紋桿中的一個插入連接桿的挖孔內(nèi)，另一個與卡件螺母相連，拉動連接套在卡件螺母外部，其頂端的四角通過不導磁螺釘與把手相連；直連式高精度電缸的電缸桿穿過拉動連接的尾端中心，與卡件螺母的另一端相連；

其中，把手為一個中心有正方形通孔的筒狀結構，該正方形的邊長與極頭段磁軛的尺寸匹配，把手的四角各焊接有一個橫截面為正方形的長柱，長柱的長度與筒狀結構的長度相同；每個長柱的底端的中心均設置有螺孔，通過螺釘和拉動連結相連；

所述的拉動連結的上表面為一個“井”字型的板，其中心處有一個與電缸桿尺寸相同的圓孔，“井”字型的四個直角為角鋼形成的延伸的凹槽，每個凹槽底部為一個與把手的立方體長柱截面相同的平板，平板的中心有螺孔；應力傳感器的另一端固定在卡件螺母內(nèi)部，卡件螺母的另一端與電缸的桿相連；

所述的待測樣品電磁模塊包括6個相同的B-H復合傳感線圈結構；

所述的6個相同的B-H復合傳感線圈結構分別粘貼在正方體的待測樣品的六個面的中心，每個B-H復合傳感線圈結構的外部都設置有一個勻場極靴。