发明内容

针对目前缺乏对气冷情况下硅径迹探测器的超轻支撑梁的振幅测量的问题，本发明的目的在于提出一种超轻梁的振幅测量装置。本发明的超轻梁振幅测量装置可对超轻探测器支撑梁提供流量、导流、扰流、出气口开度等均可进行调节的气流环境，并可对不同环境下产生的振动振幅进行测量，以评估探测器支撑梁的综合性能是否达到预期目标，从而检验和指导探测器的支撑梁结构设计。

本发明中的超轻梁振幅测量装置，由具有对气源流量、入口导流、气道内扰流、出气口开度等的调节功能，采用非接触式振幅测量仪器，适用于对轻质尤其超轻梁在气流下的振幅测量，特别是梁的振幅预期非常微小(一般在微米级)的情况，该装置在气流的调节和振幅的测量精度上都更具优越性。

本发明的技术方案为：

一种超轻梁的振幅测量装置，其特征在于，包括上游的气体流量控制计1，可调导流装置2，气道壳3，超轻梁4，可调扰流装置5，开度可调出气口结构6，非接触式振幅测量仪7和底板8。可调导流装置2与气道壳3连接，气道壳3与底板8构成的气道内安装有用于支撑超轻梁4的前端超轻梁支架41、后端超轻梁支架42，超轻梁4的下方设有可调扰流装置5，气道下游与开度可调出气口结构6连接，气道内的气体由该开度可调出气口结构6排出。

从气源过来的气体，经流量控制计1进入可调导流装置2，然后进入气道内，底板8与气道壳3组成气道。超轻梁4通过两端的支架41、42安装在该测量装置的底板8上。

进一步的，可调导流装置2由进气腔21和若干导流插件22构成。

通过调整可调导流装置2中导流插件22的数量和插入深度、方向等，调节导流效果，尽量让气体通过进气腔21后能够流速均匀地(或横向有差异地)流入梁区域。

进一步的，气道截面尺寸优先，进气腔的截面形状应与气道壳相匹配。

气体经可调导流装置2进入气道，气流在气道内经由可调扰流装置2的调节在被测位置附近气流通道的截面尺寸发生改变，气体流向和速度都发生变化，在梁附近产生扰动气流，产生气流冲击，引起振动振幅的发生。

进一步的，超轻梁在气道内纵向沿气道轴线方向，横向可水平或竖直放置。

气体经可调扰流装置5的调节，获得不同气体流态，最后经开度可调出气口结构6流出，通过调节出口开度，进一步改变气道内的气体流态，获得复杂流态下的梁振幅结果。

进一步的，可调扰流装置5可以由多个不同规格的扰流块组成，扰流块形成从气道壁向梁方向的凸起结构，不同规格的扰流块高度不同，通过不同高度的扰流块来调节凸起高度实现扰流作用；扰流块的安装位置可以沿着梁纵向按测量位置需求单点或多点方式布置在气道壁上。可调扰流装置5也可以由插入式扰流块从气道外侧插入气道内部形成朝向梁的凸起，通过其插入深度即凸起的高度调节实现扰流调节；插入式扰流块的安装位置可以为沿梁纵向按测量位置需求以单点或多点形式布置在气道壁上。通过在被梁测位置附近布置并调整扰流块来调节被测位置附近的通气间隙实现扰流，根据伯努利方程，通气间隙的调整引起气流度和方向的变化，会引起气流压差对梁产生冲击引起振动，可以获得不同情况的振幅检测。

扰流块的高度方向垂直于超轻梁的平面-即探测器平面方向。如果梁横向为竖直放置，采用非接触式测量方法，振幅测量仪应对着梁的宽面放置，若采用光学测量仪，则仪器所在一侧的风道壳需透明；扰流装置同样与梁宽面相对。

进一步的，开度可调出气口结构6可以由单个挡板组成，通过挡板相对气道截面的滑动实现开度调节；或由双挡板组成，其中每个挡板上都有间隔分布的配孔，一个挡板相对气道固定，另一个挡板可通过在固定挡板上滑动实现通气截面的调节，获得不同出口开度。

进一步的，因为梁本身质量超轻，故不适合采用接触式的加速度传感器推导获得振幅，另外由于梁在气流下的振幅值本来就很小，也不适合加速度测量法获得。故采用非接触式的测量方法。如果采用光学方法的非接触式振幅测量仪器，则气道壳的材质须是透明材料，且壳壁应尽量薄，不影响光学仪器的测量精度。

进一步的，非接触式的振幅测量仪布置在气道外，其位置非固定，按梁上不同振幅测量位置而布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的超轻支撑梁的振幅测量装置，能够实现对强迫气流下的超轻梁振幅测量，本发明综合多项调节功能，可对超轻探测器支撑梁提供流量、导流、扰流、出气口开度等均可进行调节的气流环境，采用非接触式振幅测量仪器，可对不同环境下产生的振动振幅进行测量，以评估探测器支撑梁的综合性能，检验和指导探测器的支撑梁结构设计。适用于对轻质尤其超轻梁在气流下的振幅测量，特别是梁的振幅预期非常微小(一般为微米级)的情况，该装置在气流的调节和振幅的测量精度上都更具优越性。