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                  粘接式加速度計的安裝指南
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                    ———加速度計粘接式安裝
                    原出處:ENDEVCO
                   
                  1.目的:
                  將用書面形式來闡述加速度計的粘接式安裝方法,ENDEVCO的工程師在這個應用領域中進行了許多調查研究并得出結論:正確的加速度計粘接方法是十分重要的。這些信息將有助于測試工程師和技師在粘接一些特殊類型的傳感器時獲得更好的幫助并做出更好的決定。
                  2.背景:
                    測試工程師和技師們常常會問:如何避免在安裝被測物體表面上不用打出螺孔而進行加速度計的安裝?例如合成和碾壓材料表面安裝時厚度不足,在一塊很小的表面區域中存在著很多不牢固的整體性結構,多樣性的安裝方式使得加速度計的安裝方式具有很大的隨意性,在這種狀況下我們使用粘接劑粘合加速度計是最合適的安裝方式。
                    測試人員將會決定在什么樣的環境下采用什么類型的粘接劑更符合測試要求。加速度計的自然頻率由粘接的耦合程度決定,選擇正確的粘合劑將是很重要的一步。有些重要的問題是必須要考慮的:加速度計的重量,測試時的頻率和帶寬,測試時的振幅和溫度。還要考慮一些測試過程中會出現的問題:正弦曲線的受限和測試中出現的隨機振動。通常,工程師和技師將會根據測試不同的需求選擇合適的粘接劑來粘接加速度計。
                    這些粘接劑包括:氰基丙烯酸鹽,磁鐵,雙面膠帶,石蠟,熱粘接劑等,問題的關鍵在于如何能夠有效的選擇和使用這些粘接劑。下面我們來解決這些問題。在正弦振動測試過程中751-100和2226C是兩種典型的被廣泛應用的加速度計,分別用氰基丙烯酸鹽,磁鐵,雙面膠帶,石蠟,熱粘接劑對它進行粘接。一般在高溫控制室中進行,以此來校驗加速度計在其他溫度改變之前的頻率響應。用熱電偶來監控烤箱中的溫度用于校準加速度計。
                  3.建議:
                    在加速度計的粘接過程中,粘合劑的使用數量將在加速度計能否達到良好的頻率響應中起到很關鍵的作用。在一塊小的薄膜上盡可能的用最少的粘接劑粘接加速度計將會直接的促進加速度計頻率響應傳送性能的提高。在安裝傳感器之前要用碳氫化合物的溶解液:比如(Loctite™ X-NMS)來清潔其要安裝的表面,在安裝傳感器的時候通常要用到氰基丙烯酸鹽, 磁鐵,雙面膠帶,石蠟,將它們均勻地涂抹在粘接加速度計被粘表面,合適的厚度將會起到良好的粘接效果。熱粘接劑的使用有很多的注意事項,要注意安裝過程中熱粘接劑的凝固時間。
                    751-100和2226C是兩種最具有代表的普通加速度計。751-100重7.8克,在測試高頻振動時,頻率響應在1-15K HZ。2226C重2.8克,在使用氰基丙烯酸鹽粘接到高頻振動臺的時候,頻率響應在1-5K HZ。
                   
                   
                  粘接劑安裝方法介紹:
                  氰基丙烯酸鹽
                  在 ENDEVCO的測試傳感器中一個加速度計的重量一般小于10克,這是它們的優勢所在,在751-100和 2226C兩種傳感器的粘接中可以使用氰基丙烯酸鹽的粘合劑,使用溫度范圍通常在-18°C 到 +121°C之間。氰基丙烯酸鹽的粘合劑也可用于121°C之上,通常能達到177°C。氰基丙烯酸鹽是一種用于粘合堅固塑料的膠液,這種膠液可用于粘接金屬,玻璃,橡膠和各種塑料。使用氰基丙烯酸鹽的稀釋劑可以加快凝固時間。通常氰基丙烯酸鹽用來粘接鋁,不銹鋼。甲基氰基丙烯酸鹽通常被推薦用來粘接和固定金屬和玻璃。不能確定的是氰基丙烯酸酯在其他材料方面的應用,我們還需要做進一步的測試。
                  優點:
                  1.室溫時粘接效果好,凝固時間較快。
                  2.頻率響應寬,溫度范圍寬。
                  缺點:
                  1.在拆卸傳感器之前,需要用(Loctite™ X-NMS)溶劑溶解膠也才能取下傳感器。
                  2.拆卸時間長。
                  3.不能在粗糟表面上使用。
                  石蠟
                  石蠟是一種可以用于低溫的粘接劑,和氰基丙烯酸鹽一樣,隨著溫度的變化能有很好的頻率輸出。
                  建議:
                  在我們選用石蠟作粘接劑時候,特別要了解清楚它的最大粘接強度是多少,如果在一塊光滑的鋼鐵表面使用的時候,大概是 15psi。在大約20g-pk粘接<100克的加速度計。粘接的范圍在石蠟周圍5/8的直徑范圍內。石蠟使用的劑量厚度≤1/8,更適宜的使用是 ≤1/10。下面的公式是加速度計頻率計算公式:
                   
                  fn=自然頻率
                  A=安裝加速度計下石蠟區域的平方數(單位:英寸)
                  t=上蠟的厚度(單位:英寸)
                  E=上蠟的彈力系數(單位:psi)
                  W=加速度計的重量(單位:英鎊)
                  優勢:
                  1.使用方便
                  2.攜帶方便(可以直接放入口袋)
                  3.粘接迅速
                  4.拆卸方便,迅速
                   
                  漂白蠟 7036
                  另一種粘接劑是用漂白蠟 7036。這是一種很好使用的加速度計粘接劑,用來固定像ENDEVCO2988系列的產品。我們有很多種方法可以用來改變加速度計粘接的固定方式,其中一種方法就是用重復校準來獲取實驗數據。
                    在連續的高頻振動下漂白蠟有良好的傳送性和支撐性,可使用的最大溫度是70℃。超過70℃時候,石蠟就會變軟從而影響頻率響應。
                  粘接時使用的方法是加熱需要粘接的地方使溫度到達200℃,當石蠟變軟時粘上加速度計即可,然后等石蠟完全冷卻凝固,這時就可以固定加速度計。
                  漂白蠟可以永久的使用,但要注意的是必須遠離丙酮。使用前清理干凈粘接的表面,不要有多于的雜質影響到粘接加速度計。
                  雙面膠帶
                  雙面膠帶有良好的溫度使用范圍,它類似于氰基丙烯酸鹽粘合劑可以直接粘合。使用溫度范圍在-18℃~+93℃,適合于751-100,751-000在18°C ~+93°C時,頻率響應能達到4KHZ。
                  優點:
                  1.使用方便
                  2.溫度使用范圍寬
                  缺點:
                  1.振幅范圍有限
                  2.在位置比較高的時候粘接加速度計時,會限制加速度計的電纜長度
                  熱粘接劑
                  熱粘接劑溫度使用的范圍在-18℃~+93℃,高于93℃時,熱粘接劑將會失去它的硬度,頻率響應將會受到影響。在粘接的方法上熱粘接劑需要更多的注意,特別是在高頻使用的時候,在小于2HZ時候我們可以正常的使用。熱粘接劑的頻率范圍將會隨著測試溫度的減小而增加。這種粘接方法已經被廣泛的使用,因為它可用于很多材料,我們可以使用無線膠槍,類似于ENDEVCO31849的膠槍,將更容易粘接一些難以粘接的位置。
                  優點:
                  1.使用方便
                  2.粘接迅速
                  3.粘接時間快,容易清除
                  缺點:
                  考慮到粘接的時間十分迅速,如果要確保良好的頻率響應,這就要求用戶必須十分迅速的粘接加速度計,當粘接劑被涂到安裝面上以后必須盡快的粘接,而且必須注意的是安裝時溫度不能超過+93℃。
                   
                  磁鐵
                  用磁鐵來安裝加速度計是一種十分方便和容易操作的方法,然而使用這種方法安裝加速度計會減少可用的帶寬。磁鐵不會隨著環境的影響而被改變,然而磁鐵的安裝將會徹底的減小共振的頻率,在特殊材料表面安裝加速度計也會致使這種安裝方法無效。例如751-100,從 15KHZ(螺栓安裝)到3.4KHZ(磁鐵安裝)時頻率范圍將會減少。因此,磁鐵安裝常被用于低頻測試。加速度計重量大于50克時,將可以考慮用磁鐵安裝。這些加速度計一般有很高的靈敏度和很窄的帶寬。這個時候磁鐵引起的共振是可以忽略不計的,磁鐵的額外重量將接近于加速度計的重量,質量負荷將會防止測量中出現的誤差。
                  優點:
                  1.使用方便
                  2.使用溫度范圍寬
                    3.支撐重量良好
                  4.可改變尺寸
                  劣勢:
                  1.帶寬變小
                  2.在使用磁鐵粘接加速度計時需要十分的謹慎
                  警告:
                  1.在一個平坦堅硬的表面上撞擊加速度計是很容易造成加速度計的毀壞。
                  2.高頻穿刺將會嚴重的損壞加速度計。
                  3..安裝加速度計時應把加速度計的安裝面謹慎地安裝在被測物體的表面。
                  綜述:
                  1.在接近最大極限溫度時最好不要用粘接劑,應該延遲一段時間再使用,這會使粘接劑本身被損壞,導致粘接劑抗張強度降低。
                  2.當我們要用粘接法安裝加速度計時,所有極限因素都要考慮進去。
                  結術語:
                    當工程師和技師確定選擇使用粘接劑來安裝加速度計的時候,應該先要考慮使用什么樣的粘接劑可以快速粘接加速度計,并且有很寬的頻率范圍和很寬的溫度極限范圍。在-18°C ~ +121°C時,頻率曲線沒有太大的變化,在低溫<+54°C時,選擇石蠟要比選擇氰基丙烯酸鹽粘接劑好,用一層石蠟的薄膜粘接可以增加帶寬,當溫度在+93°C之上時,雙面膠帶粘接是一種比較合適的方式;但在低溫時,雙面膠帶在粘接的時候,加速度計的重量將會出現不同的特征,因此必須要注意這種粘接方式。當溫度小于+93°C時,我們將會排除使用氰基丙烯酸鹽粘接和雙面膠帶粘接方式?梢允褂脽嵴辰觿,但必須使用迅速,避免冷卻后影響到加速度計的頻率響應。當我們了解到磁鐵安裝會影響到加速度計的高頻響應后,因此而規定了磁鐵安裝僅僅被用于低頻模式,不過磁鐵安裝時環境溫度將不會影響加速度計的安裝。

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