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粘接式加速度计的安装指南
粘接式加速度计的安装指南
 
  ———加速度计粘接式安装
  原出处:ENDEVCO
 
1.目的:
将用书面形式来阐述加速度计的粘接式安装方法,ENDEVCO的工程师在这个应用领域中进行了许多调查研究并得出结论:正确的加速度计粘接方法是十分重要的。这些信息将有助于测试工程师和技师在粘接一些特殊类型的传感器时获得更好的帮助并做出更好的决定。
2.背景:
  测试工程师和技师们常常会问:如何避免在安装被测物体表面上不用打出螺孔而进行加速度计的安装?例如合成和碾压材料表面安装时厚度不足,在一块很小的表面区域中存在着很多不牢固的整体性结构,多样性的安装方式使得加速度计的安装方式具有很大的随意性,在这种状况下我们使用粘接剂粘合加速度计是最合适的安装方式。
  测试人员将会决定在什么样的环境下采用什么类型的粘接剂更符合测试要求。加速度计的自然频率由粘接的耦合程度决定,选择正确的粘合剂将是很重要的一步。有些重要的问题是必须要考虑的:加速度计的重量,测试时的频率和带宽,测试时的振幅和温度。还要考虑一些测试过程中会出现的问题:正弦曲线的受限和测试中出现的随机振动。通常,工程师和技师将会根据测试不同的需求选择合适的粘接剂来粘接加速度计。
  这些粘接剂包括:氰基丙烯酸盐,磁铁,双面胶带,石蜡,热粘接剂等,问题的关键在于如何能够有效的选择和使用这些粘接剂。下面我们来解决这些问题。在正弦振动测试过程中751-100和2226C是两种典型的被广泛应用的加速度计,分别用氰基丙烯酸盐,磁铁,双面胶带,石蜡,热粘接剂对它进行粘接。一般在高温控制室中进行,以此来校验加速度计在其他温度改变之前的频率响应。用热电偶来监控烤箱中的温度用于校准加速度计。
3.建议:
  在加速度计的粘接过程中,粘合剂的使用数量将在加速度计能否达到良好的频率响应中起到很关键的作用。在一块小的薄膜上尽可能的用最少的粘接剂粘接加速度计将会直接的促进加速度计频率响应传送性能的提高。在安装传感器之前要用碳氢化合物的溶解液:比如(Loctite™ X-NMS)来清洁其要安装的表面,在安装传感器的时候通常要用到氰基丙烯酸盐, 磁铁,双面胶带,石蜡,将它们均匀地涂抹在粘接加速度计被粘表面,合适的厚度将会起到良好的粘接效果。热粘接剂的使用有很多的注意事项,要注意安装过程中热粘接剂的凝固时间。
  751-100和2226C是两种最具有代表的普通加速度计。751-100重7.8克,在测试高频振动时,频率响应在1-15K HZ。2226C重2.8克,在使用氰基丙烯酸盐粘接到高频振动台的时候,频率响应在1-5K HZ。
 
 
粘接剂安装方法介绍:
氰基丙烯酸盐
在 ENDEVCO的测试传感器中一个加速度计的重量一般小于10克,这是它们的优势所在,在751-100和 2226C两种传感器的粘接中可以使用氰基丙烯酸盐的粘合剂,使用温度范围通常在-18°C 到 +121°C之间。氰基丙烯酸盐的粘合剂也可用于121°C之上,通常能达到177°C。氰基丙烯酸盐是一种用于粘合坚固塑料的胶液,这种胶液可用于粘接金属,玻璃,橡胶和各种塑料。使用氰基丙烯酸盐的稀释剂可以加快凝固时间。通常氰基丙烯酸盐用来粘接铝,不锈钢。甲基氰基丙烯酸盐通常被推荐用来粘接和固定金属和玻璃。不能确定的是氰基丙烯酸酯在其他材料方面的应用,我们还需要做进一步的测试。
优点:
1.室温时粘接效果好,凝固时间较快。
2.频率响应宽,温度范围宽。
缺点:
1.在拆卸传感器之前,需要用(Loctite™ X-NMS)溶剂溶解胶也才能取下传感器。
2.拆卸时间长。
3.不能在粗糟表面上使用。
石蜡
石蜡是一种可以用于低温的粘接剂,和氰基丙烯酸盐一样,随着温度的变化能有很好的频率输出。
建议:
在我们选用石蜡作粘接剂时候,特别要了解清楚它的最大粘接强度是多少,如果在一块光滑的钢铁表面使用的时候,大概是 15psi。在大约20g-pk粘接<100克的加速度计。粘接的范围在石蜡周围5/8的直径范围内。石蜡使用的剂量厚度≤1/8,更适宜的使用是 ≤1/10。下面的公式是加速度计频率计算公式:
 
fn=自然频率
A=安装加速度计下石蜡区域的平方数(单位:英寸)
t=上蜡的厚度(单位:英寸)
E=上蜡的弹力系数(单位:psi)
W=加速度计的重量(单位:英镑)
优势:
1.使用方便
2.携带方便(可以直接放入口袋)
3.粘接迅速
4.拆卸方便,迅速
 
漂白蜡 7036
另一种粘接剂是用漂白蜡 7036。这是一种很好使用的加速度计粘接剂,用来固定像ENDEVCO2988系列的产品。我们有很多种方法可以用来改变加速度计粘接的固定方式,其中一种方法就是用重复校准来获取实验数据。
  在连续的高频振动下漂白蜡有良好的传送性和支撑性,可使用的最大温度是70℃。超过70℃时候,石蜡就会变软从而影响频率响应。
粘接时使用的方法是加热需要粘接的地方使温度到达200℃,当石蜡变软时粘上加速度计即可,然后等石蜡完全冷却凝固,这时就可以固定加速度计。
漂白蜡可以永久的使用,但要注意的是必须远离丙酮。使用前清理干净粘接的表面,不要有多于的杂质影响到粘接加速度计。
双面胶带
双面胶带有良好的温度使用范围,它类似于氰基丙烯酸盐粘合剂可以直接粘合。使用温度范围在-18℃~+93℃,适合于751-100,751-000在18°C ~+93°C时,频率响应能达到4KHZ。
优点:
1.使用方便
2.温度使用范围宽
缺点:
1.振幅范围有限
2.在位置比较高的时候粘接加速度计时,会限制加速度计的电缆长度
热粘接剂
热粘接剂温度使用的范围在-18℃~+93℃,高于93℃时,热粘接剂将会失去它的硬度,频率响应将会受到影响。在粘接的方法上热粘接剂需要更多的注意,特别是在高频使用的时候,在小于2HZ时候我们可以正常的使用。热粘接剂的频率范围将会随着测试温度的减小而增加。这种粘接方法已经被广泛的使用,因为它可用于很多材料,我们可以使用无线胶枪,类似于ENDEVCO31849的胶枪,将更容易粘接一些难以粘接的位置。
优点:
1.使用方便
2.粘接迅速
3.粘接时间快,容易清除
缺点:
考虑到粘接的时间十分迅速,如果要确保良好的频率响应,这就要求用户必须十分迅速的粘接加速度计,当粘接剂被涂到安装面上以后必须尽快的粘接,而且必须注意的是安装时温度不能超过+93℃。
 
磁铁
用磁铁来安装加速度计是一种十分方便和容易操作的方法,然而使用这种方法安装加速度计会减少可用的带宽。磁铁不会随着环境的影响而被改变,然而磁铁的安装将会彻底的减小共振的频率,在特殊材料表面安装加速度计也会致使这种安装方法无效。例如751-100,从 15KHZ(螺栓安装)到3.4KHZ(磁铁安装)时频率范围将会减少。因此,磁铁安装常被用于低频测试。加速度计重量大于50克时,将可以考虑用磁铁安装。这些加速度计一般有很高的灵敏度和很窄的带宽。这个时候磁铁引起的共振是可以忽略不计的,磁铁的额外重量将接近于加速度计的重量,质量负荷将会防止测量中出现的误差。
优点:
1.使用方便
2.使用温度范围宽
  3.支撑重量良好
4.可改变尺寸
劣势:
1.带宽变小
2.在使用磁铁粘接加速度计时需要十分的谨慎
警告:
1.在一个平坦坚硬的表面上撞击加速度计是很容易造成加速度计的毁坏。
2.高频穿刺将会严重的损坏加速度计。
3..安装加速度计时应把加速度计的安装面谨慎地安装在被测物体的表面。
综述:
1.在接近最大极限温度时最好不要用粘接剂,应该延迟一段时间再使用,这会使粘接剂本身被损坏,导致粘接剂抗张强度降低。
2.当我们要用粘接法安装加速度计时,所有极限因素都要考虑进去。
结术语:
  当工程师和技师确定选择使用粘接剂来安装加速度计的时候,应该先要考虑使用什么样的粘接剂可以快速粘接加速度计,并且有很宽的频率范围和很宽的温度极限范围。在-18°C ~ +121°C时,频率曲线没有太大的变化,在低温<+54°C时,选择石蜡要比选择氰基丙烯酸盐粘接剂好,用一层石蜡的薄膜粘接可以增加带宽,当温度在+93°C之上时,双面胶带粘接是一种比较合适的方式;但在低温时,双面胶带在粘接的时候,加速度计的重量将会出现不同的特征,因此必须要注意这种粘接方式。当温度小于+93°C时,我们将会排除使用氰基丙烯酸盐粘接和双面胶带粘接方式。可以使用热粘接剂,但必须使用迅速,避免冷却后影响到加速度计的频率响应。当我们了解到磁铁安装会影响到加速度计的高频响应后,因此而规定了磁铁安装仅仅被用于低频模式,不过磁铁安装时环境温度将不会影响加速度计的安装。

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