專利名稱：鋼板應(yīng)變計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼結(jié)構(gòu)震動(dòng)測(cè)量裝置，具體地說是一種鋼板應(yīng)變計(jì)。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)地下工程的鋼支撐及鋼結(jié)構(gòu)使用鉑電阻應(yīng)變片來檢測(cè)鋼弦的松馳率，鉑電阻應(yīng)變片對(duì)環(huán)境的要求比較嚴(yán)格，不能潮濕、不能澆筑混凝土，也不適于長(zhǎng)期觀測(cè)，受氣候、溫濕度及電纜導(dǎo)線的影響，測(cè)量值的誤差太大，這也是長(zhǎng)期困繞土木工程專家的難題。例如京九鐵路中的大窯山隧道由于采用傳統(tǒng)的鉑電阻應(yīng)變片，沒有及時(shí)測(cè)試出隧道形變，對(duì)鋼支撐進(jìn)行有效臨控，使隧道塌方，給國(guó)家造成巨大損失。現(xiàn)有技術(shù)中的鋼弦式應(yīng)變計(jì)，體積較大，管壁厚，因此檢測(cè)范圍較小，也沒有專門的密封空間，密封效果差，尤其是其傳感器部分完全沒有密封，由于大部分檢測(cè)儀器都工作在惡劣的環(huán)境中，這種密封將導(dǎo)致傳感器不能正常工作。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種不受環(huán)境溫濕度影響、可長(zhǎng)期觀測(cè)使用的鋼板應(yīng)變計(jì)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括，一主體，其中部為一中空管，該中空管的兩端分別為凸出中空管的腔體，腔體的內(nèi)徑大于中空管管壁內(nèi)徑，在腔體中與中空管的交界處形成一卡臺(tái)，兩腔體的端部均設(shè)有安裝口，在中空管中部一側(cè)垂直延伸出一與中空管相通的立管，立管上部具有一出線口；二夾弦柱，夾弦柱緊密嵌置于腔體內(nèi)部，并分別卡設(shè)于兩個(gè)腔體內(nèi)部的卡臺(tái)上，夾弦柱的外端置于安裝口的里側(cè)；一鋼弦，穿置于中空管內(nèi)，兩端通過固緊裝置繃緊固定在夾弦柱上；在夾弦柱端部至安裝口之間設(shè)有密封層；一傳感器，固定安裝于立管內(nèi)，其為一磁通方向與鋼弦垂直的帶有線圈的鐵芯，鐵芯端部與鋼弦之間留有間隙，線圈的抽頭即為輸出信號(hào)線，該輸出信號(hào)線從立管上方的出線口引出；傳感器通過密封材料封設(shè)于立管中。
所述夾弦柱，其為一柱體，柱體的一端帶有一凸臺(tái)；在柱體遠(yuǎn)離凸臺(tái)的另一端中部，沿柱體軸線方向設(shè)有一夾弦縫，夾弦縫徑向貫穿柱體；從凸臺(tái)外側(cè)沿柱體中部的軸線方向開設(shè)一鋼弦孔，鋼弦孔與夾弦縫相通；在夾弦縫底部與鋼弦孔交界處、垂直于夾弦柱軸線方向的柱體上，設(shè)有一與夾弦縫及鋼弦孔相通的方便加工的孔。
本實(shí)用新型的有益效果是；1.輸出信號(hào)穩(wěn)定、可靠，不受環(huán)境溫、濕度影響。本實(shí)用新型檢測(cè)元件采用40鉻，測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，且整體裝置于彈性管中，并經(jīng)過良好密封，使檢測(cè)靈敏度不受環(huán)境溫濕度影響，使用的溫度范圍為-20～60C，并可長(zhǎng)期使用，為設(shè)計(jì)施工單位提供第一手可靠數(shù)據(jù)，解決了地下鋼結(jié)構(gòu)無法測(cè)量受力形變的難題。
2.輸出信號(hào)穩(wěn)定，測(cè)量范圍大，靈敏度高。本實(shí)用新型的最大測(cè)量范圍可達(dá)到1000微應(yīng)變，其靈敏度為1微應(yīng)變，經(jīng)測(cè)試，本實(shí)用新型的綜合線性指標(biāo)達(dá)到1.4％，比舊式鋼弦應(yīng)變計(jì)綜合線性指標(biāo)2.5％提高了1.1個(gè)百分點(diǎn)。
3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小。本實(shí)用新型的總長(zhǎng)度僅為50mm或75mm，小巧輕便，易于安裝調(diào)試。
4.應(yīng)用廣泛。本實(shí)用新型適于建筑、隧道、橋涵、地下鐵路及其他工程的鋼結(jié)構(gòu)使用。


圖1為本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型夾弦柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的左視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型包括一主體，其中部為一中空管8，該中空管8的兩端分別為凸出中空管8的腔體1，腔體1的內(nèi)徑大于中空管8管壁內(nèi)徑，在腔體1中與中空管8的交界處形成一卡臺(tái)，兩腔體1的端部均設(shè)有安裝口4，在中空管8中部一側(cè)垂直延伸出一與中空管8相通的立管13，立管13上部具有一出線口14；夾弦柱2，夾弦柱2的大小恰好可緊密嵌置于腔體1內(nèi)部，并分別卡設(shè)于兩個(gè)腔體1內(nèi)部的卡臺(tái)上，兩個(gè)夾弦縫23的縫口相對(duì)，縫口之間即為中空管8，夾弦柱2的外端置于安裝口4的里側(cè)；一鋼弦3，穿置于中空管8內(nèi)，兩端從夾弦柱2的夾弦縫23及鋼弦孔24穿出，并通過固緊裝置繃緊固定在夾弦柱2上；在夾弦柱2端部至安裝口4之間設(shè)有密封層；一傳感器，固定安裝于立管13內(nèi)，傳感器的鐵芯位于鋼弦3中部上方，其為一磁通方向與鋼弦3垂直的帶有線圈6的鐵芯5，鐵芯5端部與鋼弦3之間留有間隙，線圈6的抽頭即為輸出信號(hào)線12，該輸出信號(hào)線12從立管13上方的出線口14引出主體外；傳感器通過密封材料封設(shè)于立管13中；夾弦柱2為一柱體21，柱體21的一端帶有一凸臺(tái)22；在柱體21遠(yuǎn)離凸臺(tái)22的另一端中部，沿柱體21軸線方向設(shè)有一夾弦縫23，夾弦縫23徑向貫穿柱體21縫底深度至接近柱體21根部且不能使其根部在外力作用下沿該夾弦縫23深度方向斷裂的位置；從凸臺(tái)22外側(cè)沿柱體21中部的軸線方向開設(shè)一鋼弦孔24，鋼弦孔24深度至與夾弦縫底深相交處與夾弦縫相通；在夾弦縫23底部與鋼弦孔24交界處、垂直于夾弦柱2軸線方向的柱體21上，設(shè)有一與夾弦縫23及鋼弦孔24相通的方便加工的孔25；夾弦柱2的端部設(shè)有可方便安裝的一字形凹槽或十字形凹槽；固緊裝置是指在腔體1的外壁上設(shè)有徑向的螺紋通孔，一緊定螺釘9旋置于該通孔中，緊定螺釘上端部設(shè)有密封材料；在鐵芯5外套設(shè)一線圈架7，線圈6纏繞于線圈架7上；在出線口14內(nèi)側(cè)、傳感器線圈6的上部設(shè)有一接線板10，線圈6的抽頭通過該接線板10接至外接導(dǎo)線，形成輸出信號(hào)線12，該接線板10與傳感器一起封置于立管13內(nèi)；在出線口14的最上端加設(shè)一密封蓋11；中空管8為鋼質(zhì)彈性管。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)為振弦式結(jié)構(gòu)，根據(jù)鋼弦震動(dòng)應(yīng)變?cè)?，?dāng)彈性管件隨其所附著的鋼結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí)，具有鋼質(zhì)彈性的中空管8內(nèi)部已固定松緊的鋼弦長(zhǎng)度就會(huì)發(fā)生微量變化，通過振弦頻率檢測(cè)儀檢測(cè)時(shí)發(fā)出的電流，激振電磁線圈，產(chǎn)生磁場(chǎng)，用電磁線圈激撥鋼弦并通過測(cè)量鋼弦的共振頻率測(cè)出鋼弦的松馳率，當(dāng)鋼板應(yīng)變計(jì)受壓時(shí)，鋼弦就松馳，切割磁力線的頻率就衰減，因而鋼弦的張力及輸出頻率也就發(fā)生變化，用變化后的數(shù)據(jù)與出廠標(biāo)定表系數(shù)計(jì)算，再用反推的方法推算出鋼板應(yīng)變計(jì)的受力情況，從而反映出鋼結(jié)構(gòu)變形情況。
本實(shí)用新型根據(jù)用戶需要焊接兩芯屏蔽電纜，并封好密封膠，經(jīng)調(diào)試、標(biāo)定后出廠。使用時(shí)，先將本實(shí)用新型用膠或點(diǎn)焊方式固定安裝在待測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)表面，其信號(hào)輸出端經(jīng)兩芯屏蔽電纜接至二次儀表即振弦頻率檢測(cè)儀的接線端子上，經(jīng)調(diào)試正常后即可投入使用。
權(quán)利要求1.一種鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于包括，一主體，其中部為一中空管(8)，該中空管(8)的兩端分別為凸出中空管(8)的腔體(1)，腔體(1)的內(nèi)徑大于中空管(8)管壁內(nèi)徑，在腔體(1)中與中空管(8)的交界處形成卡臺(tái)，兩腔體(1)的端部均設(shè)有安裝口(4)，在中空管(8)中部一側(cè)垂直延伸出一與中空管(8)相通的立管(13)，立管(13)上部具有一出線口(14)；二夾弦柱(2)，夾弦柱(2)緊密嵌置于腔體(1)內(nèi)部，并分別卡設(shè)于兩個(gè)腔體(1)內(nèi)部的卡臺(tái)上，夾弦柱(2)的外端置于安裝口(4)的里側(cè)；一鋼弦(3)，穿置于中空管(8)內(nèi)，兩端通過固緊裝置繃緊固定在夾弦柱(2)上；在夾弦柱(2)端部至安裝口(4)之間設(shè)有密封層；一傳感器，固定安裝于立管(13)內(nèi)，其為一磁通方向與鋼弦(3)垂直的帶有線圈(6)的鐵芯(5)，鐵芯(5)端部與鋼弦(3)之間留有間隙，線圈(6)的抽頭即為輸出信號(hào)線(12)，該輸出信號(hào)線(12)從立管(13)上方的出線口(14)引出；傳感器通過密封材料封設(shè)于立管(13)中。
2.按照權(quán)利要求1所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于所述夾弦柱(2)，其為一柱體(21)，柱體(21)的一端帶有一凸臺(tái)(22)；在柱體(21)遠(yuǎn)離凸臺(tái)(22)的另一端中部，沿柱體(21)軸線方向設(shè)有一夾弦縫(23)，夾弦縫(23)徑向貫穿柱體(21)；從凸臺(tái)(22)外側(cè)沿柱體(21)中部的軸線方向開設(shè)一鋼弦孔(24)，鋼弦孔(24)與夾弦縫相通。
3.按照權(quán)利要求2所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于在夾弦縫(23)底部與鋼弦孔(24)交界處、垂直于夾弦柱(2)軸線方向的柱體(21)上，設(shè)有一與夾弦縫(23)及鋼弦孔(24)相通的方便加工的孔(25)。
4.按照權(quán)利要求2所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于所述夾弦柱(2)的端部設(shè)有可方便安裝的一字形凹槽或十字形凹槽。
5.按照權(quán)利要求1所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于所述固緊裝置是指在腔體(1)的外壁上設(shè)有徑向的螺紋通孔，一緊定螺釘(9)旋置于該通孔中。
6.按照權(quán)利要求1所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于在鐵芯(5)外套設(shè)一線圈架(7)，線圈(6)纏繞于線圈架(7)上。
7.按照權(quán)利要求1所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于在出線口(14)內(nèi)側(cè)、線圈(6)的上部設(shè)有一接線板(10)，線圈(6)的抽頭通過該接線板(10)接至外接導(dǎo)線，形成輸出信號(hào)線(12)，該接線板(10)與傳感器一起封置于立管(13)內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于在出線(14)的最上端加設(shè)一密封蓋(11)。
9.按照權(quán)利要求1所述的鋼板應(yīng)變計(jì)，其特征在于所述中空管(8)為鋼質(zhì)彈性管。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種鋼板應(yīng)變計(jì)，其具有一主體，該主體中部為一中空管，中空管兩端分別為凸出中空管的腔體，在腔體中與中空管的交界處形成卡臺(tái)，兩腔體的端部均設(shè)有安裝口，在中空管中部一側(cè)垂直延伸出一與中空管相通的立管，立管上部具有一出線口；二夾弦柱，緊密嵌置于腔體內(nèi)部，并分別卡設(shè)于卡臺(tái)上，夾弦柱的外端置于安裝口的里側(cè)；一鋼弦，穿置于中空管內(nèi)，兩端通過緊固裝置繃緊固定在夾弦柱上；在夾弦柱端部至安裝口之間設(shè)有密封層；一傳感器，通過密封材料封設(shè)于立管中，其鐵芯端部與鋼弦之間留有間隙，輸出信號(hào)線從立管上方的出線口引出。本實(shí)用新型具有輸出信號(hào)穩(wěn)定、可靠，不受環(huán)境溫、濕度影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B7/16GK2751282SQ20042005538
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者周國(guó)玉 申請(qǐng)人:周國(guó)玉