專(zhuān)利名稱(chēng):多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器，由支撐體、傳感片和覆蓋體組成；支撐體為混凝土材質(zhì)的實(shí)心球形結(jié)構(gòu)體；覆蓋體為混凝土材質(zhì)的空心球形結(jié)構(gòu)體，其內(nèi)腔為球形；傳感片為半球形的片狀結(jié)構(gòu)體，兩塊傳感片拼接形成中空球形結(jié)構(gòu)體，其腔形成填充腔；中空球形結(jié)構(gòu)體設(shè)置于覆蓋體中，支撐體設(shè)置于填充腔內(nèi)；傳感片的邊沿處設(shè)置有缺口，兩塊傳感片拼接在一起時(shí)，缺口圍成一通孔，覆蓋體上設(shè)置有過(guò)線(xiàn)孔；傳感片內(nèi)外壁上各連接有一輸出導(dǎo)線(xiàn)；輸出導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)通孔和過(guò)線(xiàn)孔引出；傳感片采用壓電陶瓷材料。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：可以對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力情況進(jìn)行全向感知，從而以較少數(shù)量的傳感器獲取到較多的應(yīng)力數(shù)據(jù)，提高應(yīng)力監(jiān)測(cè)的全面性和準(zhǔn)確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]混凝土結(jié)構(gòu)體在外部荷載作用下的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定性息息相關(guān)，因此混凝土結(jié)構(gòu)體的內(nèi)應(yīng)力獲取對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析意義重大；現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力試驗(yàn)時(shí)，一般采用嵌入壓電陶瓷傳感器的方式來(lái)獲取構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力；存在的問(wèn)題是:現(xiàn)有的壓電陶瓷傳感器的傳感部一般為扁平片狀結(jié)構(gòu)，僅能對(duì)單一方向上的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行感知，但是，在外部荷載作用下，混凝土構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力存在多向性的特點(diǎn)，由現(xiàn)有的壓電陶瓷傳感器獲取到的應(yīng)力數(shù)據(jù)，顯然難以精確地反應(yīng)出構(gòu)件內(nèi)部的實(shí)際應(yīng)力情況，而如果在混凝土構(gòu)件內(nèi)設(shè)置大量的壓電陶瓷傳感器，又會(huì)在較大程度上破壞混凝土構(gòu)件的完整性，無(wú)法準(zhǔn)確反應(yīng)出混凝土構(gòu)件的真實(shí)受力情況。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)【背景技術(shù)】中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器，其結(jié)構(gòu)為:所述多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器由支撐體、兩塊傳感片和覆蓋體組成；所述支撐體為混凝土材質(zhì)的實(shí)心球形結(jié)構(gòu)體；所述覆蓋體為混凝土材質(zhì)的空心球形結(jié)構(gòu)體，覆蓋體內(nèi)腔也為球形；所述傳感片為半球形的片狀結(jié)構(gòu)體，兩塊傳感片拼接在一起形成一中空球形結(jié)構(gòu)體，所述中空球形結(jié)構(gòu)體的內(nèi)腔形成填充腔；所述中空球形結(jié)構(gòu)體設(shè)置于覆蓋體的內(nèi)腔中，所述支撐體設(shè)置于填充腔內(nèi)，支撐體、傳感片和覆蓋體三者緊密接觸；所述傳感片的邊沿處設(shè)置有缺口，兩塊傳感片拼接在一起時(shí)，兩個(gè)缺口圍成一通孔，所述覆蓋體上設(shè)置有與通孔對(duì)應(yīng)的過(guò)線(xiàn)孔；傳感片的內(nèi)壁和外壁上各連接有一輸出導(dǎo)線(xiàn)；輸出導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)通孔和過(guò)線(xiàn)孔向外引出；所述傳感片采用壓電陶瓷材料制作。
[0004]本實(shí)用新型的原理是:由兩塊傳感片拼接而成的結(jié)構(gòu)體，由于其形狀呈球形，因此可以對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各個(gè)方向上的應(yīng)力進(jìn)行全向感知，從而使每個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域可以獲取到較多的應(yīng)力數(shù)據(jù)，提高應(yīng)力監(jiān)測(cè)的全面性和準(zhǔn)確性；其中，支撐體的作用有二，其一，基于壓電陶瓷材料的工作需要，在傳感片上，與外部應(yīng)力作用側(cè)相對(duì)的另一側(cè)需要設(shè)置相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體來(lái)與外部應(yīng)力一起擠壓傳感片從而形成壓電輸出，其二，支撐體以全接觸的方式緊貼在傳感片的內(nèi)壁上，可以避免傳感片因局部應(yīng)力過(guò)大而斷裂損壞；另外，覆蓋體主要用于保護(hù)傳感器:與支撐體相似地，覆蓋體的內(nèi)壁也以全接觸的方式與傳感片外表面緊密接觸，外部應(yīng)力需要通過(guò)覆蓋體才能傳遞到傳感片上，在傳遞過(guò)程，覆蓋體對(duì)于外部應(yīng)力具有一定的縮減作用，從而避免較大的應(yīng)力直接作用到傳感片上。
[0005]基于常規(guī)的電氣常識(shí)可知，為了保證傳感器良好的電輸出，本實(shí)用新型還在前述方案的基礎(chǔ)上提出了如下改進(jìn)方案:所述傳感片表面覆蓋有絕緣膠層。
[0006]優(yōu)選地，所述絕緣膠層將輸出導(dǎo)線(xiàn)覆蓋在內(nèi)。
[0007]為了提高傳感器穩(wěn)定性，本實(shí)用新型還提出了如下優(yōu)選方案:所述輸出導(dǎo)線(xiàn)和傳感片的連接處與傳感片上的缺口位置鄰近設(shè)置。連接處與缺口鄰近設(shè)置后，可以有效縮短輸出導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度，提高傳感器穩(wěn)定性。
[0008]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:可以對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力情況進(jìn)行全向感知，從而以較少數(shù)量的傳感器獲取到較多的應(yīng)力數(shù)據(jù)，提高應(yīng)力監(jiān)測(cè)的全面性和準(zhǔn)確性。

【附圖說(shuō)明】

[0009]圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)斷面示意圖；
[0010]圖中各個(gè)標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)分別為:支撐體1、輸出導(dǎo)線(xiàn)1-1、傳感片2、絕緣膠層2-1、覆蓋體3、通孔4。

【具體實(shí)施方式】
[0011]一種多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器，其結(jié)構(gòu)為:所述多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器由支撐體1、兩塊傳感片2和覆蓋體3組成；所述支撐體I為混凝土材質(zhì)的實(shí)心球形結(jié)構(gòu)體；所述覆蓋體3為混凝土材質(zhì)的空心球形結(jié)構(gòu)體，覆蓋體3內(nèi)腔也為球形；所述傳感片I為半球形的片狀結(jié)構(gòu)體，兩塊傳感片I拼接在一起形成一中空球形結(jié)構(gòu)體，所述中空球形結(jié)構(gòu)體的內(nèi)腔形成填充腔；所述中空球形結(jié)構(gòu)體設(shè)置于覆蓋體3的內(nèi)腔中，所述支撐體I設(shè)置于填充腔內(nèi)，支撐體1、傳感片2和覆蓋體3三者緊密接觸；所述傳感片I的邊沿處設(shè)置有缺口，兩塊傳感片I拼接在一起時(shí)，兩個(gè)缺口圍成一通孔4，所述覆蓋體3上設(shè)置有與通孔4對(duì)應(yīng)的過(guò)線(xiàn)孔；傳感片I的內(nèi)壁和外壁上各連接有一輸出導(dǎo)線(xiàn)1-1 ;輸出導(dǎo)線(xiàn)1-1通過(guò)通孔4和過(guò)線(xiàn)孔向外引出；所述傳感片2采用壓電陶瓷材料制作。
[0012]進(jìn)一步地，所述傳感片2表面覆蓋有絕緣膠層2-1。
[0013]進(jìn)一步地，所述絕緣膠層2-1將輸出導(dǎo)線(xiàn)1-1覆蓋在內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步地，所述輸出導(dǎo)線(xiàn)1-1和傳感片I的連接處與傳感片I上的缺口位置鄰近設(shè)置。
[0015]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施，本實(shí)用新型還公開(kāi)了前述傳感器的具體制作方法:
[0016]I)將輸出導(dǎo)線(xiàn)1-1與傳感片2焊接固定；
[0017]2)在傳感片2表面涂抹絕緣膠層2-1 ；
[0018]3 )將傳感片2安裝在支撐體I表面；
[0019]4)在傳感片2表面涂覆混凝土，然后將混凝土表面修刮為球形，待混凝土干結(jié)后即形成覆蓋體3。
[0020]具體使用時(shí)，將多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器直接澆筑在混凝土構(gòu)件的內(nèi)部。
【權(quán)利要求】
1.一種多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于:所述多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器由支撐體(I)、兩塊傳感片(2)和覆蓋體(3)組成；所述支撐體(I)為混凝土材質(zhì)的實(shí)心球形結(jié)構(gòu)體；所述覆蓋體(3)為混凝土材質(zhì)的空心球形結(jié)構(gòu)體，覆蓋體(3)內(nèi)腔也為球形；所述傳感片(I)為半球形的片狀結(jié)構(gòu)體，兩塊傳感片(I)拼接在一起形成一中空球形結(jié)構(gòu)體，所述中空球形結(jié)構(gòu)體的內(nèi)腔形成填充腔；所述中空球形結(jié)構(gòu)體設(shè)置于覆蓋體(3)的內(nèi)腔中，所述支撐體(I)設(shè)置于填充腔內(nèi)，支撐體(I)、傳感片(2 )和覆蓋體(3 )三者緊密接觸；所述傳感片(I)的邊沿處設(shè)置有缺口，兩塊傳感片(I)拼接在一起時(shí)，兩個(gè)缺口圍成一通孔(4)，所述覆蓋體(3)上設(shè)置有與通孔(4)對(duì)應(yīng)的過(guò)線(xiàn)孔；傳感片(I)的內(nèi)壁和外壁上各連接有一輸出導(dǎo)線(xiàn)(1-1);輸出導(dǎo)線(xiàn)(1-1)通過(guò)通孔(4)和過(guò)線(xiàn)孔向外引出；所述傳感片(2)采用壓電陶瓷材料制作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于:所述傳感片(2 )表面覆蓋有絕緣膠層(2-1)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于:所述絕緣膠層(2-1)將輸出導(dǎo)線(xiàn)(1-1)覆蓋在內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多向混凝土動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于:所述輸出導(dǎo)線(xiàn)(1-1)和傳感片(I)的連接處與傳感片(I)上的缺口位置鄰近設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G01L1-16GK204269262SQ201420720436
【發(fā)明者】魯湞湞, 周建庭, 陳悅, 劉佳亮, 張洪, 肖陽(yáng)劍 [申請(qǐng)人]重慶交通大學(xué)