專利名稱：應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)及安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)變傳感器，主要運用于測量船舶、潛水器等特殊結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
應(yīng)變傳感器可用于檢測和監(jiān)測建筑、橋梁、大型設(shè)備等的結(jié)構(gòu)應(yīng)變，應(yīng)變傳感器提供的數(shù)據(jù)十分重要，能提高被測結(jié)構(gòu)物的使用壽命、排除安全隱患。當(dāng)被測物屬于船舶、海洋平臺等復(fù)雜結(jié)構(gòu)時，現(xiàn)有的應(yīng)變傳感器無法滿足長期測量要求，主要原因在于其粘貼安裝方式的長期測量可靠性較差，影響測量精度。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，申請人進行研究和改進，提供了可實現(xiàn)長期測量的應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)及安裝方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
本發(fā)明包括上蓋板和下蓋板，上蓋板和下蓋板之間安裝彈性體，在該彈性體與上、下蓋板之間的空間內(nèi)設(shè)置有硅膠密封層，硅膠密封層內(nèi)部安裝應(yīng)變計。進一步的方案在于上、下蓋板之間的左右兩側(cè)分別設(shè)置彈性體，其中一側(cè)的彈性體與上、下蓋板固連，另一側(cè)的彈性體與上下蓋板之間留有間隙；彈性體的材質(zhì)為鋁合金。本發(fā)明同時公開一種應(yīng)變傳感器的安裝方法，其特征在于使用一個安裝胎具，安裝胎具與應(yīng)變傳感器的底面尺寸相同，安裝胎具上設(shè)置通孔，通孔與所述應(yīng)變傳感器上的安裝孔位置相對應(yīng)；安裝時的具體步驟如下(一)、以安裝胎具為模板，在被測結(jié)構(gòu)物上制作安裝孔，(二)、將應(yīng)變傳感器與被測結(jié)構(gòu)物通過螺栓連接。本發(fā)明還包括兩個側(cè)裝塊，左右兩側(cè)的彈性體上分別設(shè)置側(cè)裝孔，側(cè)裝塊上設(shè)置與所述側(cè)裝孔對應(yīng)的安裝孔，所述左右兩側(cè)的彈性體分別與安裝孔通過螺釘連接。上述結(jié)構(gòu)安裝時使用一個安裝胎具，所述安裝胎具與應(yīng)變傳感器的底面尺寸相同，安裝胎具上設(shè)置側(cè)裝孔，安裝胎具上的側(cè)裝孔位置與所述左右兩側(cè)的彈性體上的側(cè)裝孔位置相對應(yīng)；安裝時的具體步驟如下(一)、將側(cè)裝塊通過螺釘與所述安裝胎具連接，(二)、將側(cè)裝塊與被測結(jié)構(gòu)物焊接固定，(三)、待焊接冷卻后、拆除安裝胎具，(四)、將所述應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)與側(cè)裝塊通過螺釘連接。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明充分利用防護材料優(yōu)越的物理化學(xué)性能，隔離了應(yīng)變計與外界的接觸，底層硅膠通過工藝性擠壓后組織更為緊密，保證了應(yīng)變計在復(fù)雜環(huán)境中正常工作。本法明的結(jié)構(gòu)適用于多種安裝方式，可以根據(jù)安裝環(huán)境的不同靈活變換。


圖1為應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中部分剖視。圖2為圖1的俯視圖，圖中部分剖視。圖3為圖1的左視圖。
圖4為安裝胎具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的左視圖。
具體實施例方式見圖1至圖3，本發(fā)明首先公開了一種應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)，其包括上蓋板4和下蓋板 11，上蓋板4和下蓋板11之間的左右兩側(cè)分別設(shè)置彈性體3和彈性體8，彈性體3和彈性體 8可選用低彈性模量的材質(zhì)，本發(fā)明采用的是鋁合金材質(zhì)，彈性體3和彈性體8直接與被測結(jié)構(gòu)物12上的有效監(jiān)測面積接觸，當(dāng)被測部位受力變形時，彈性體3和彈性體8作為應(yīng)變元件能隨之一起產(chǎn)生大于結(jié)構(gòu)本身的形變，產(chǎn)生一個高品質(zhì)的應(yīng)變場，電阻應(yīng)變片變形后， 阻值也隨之發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號。即可精確計算出被測部位變形的大小。見圖1，彈性體3和彈性體8之間與被測結(jié)構(gòu)物12固定連接，其連接關(guān)系由后文詳述。其中區(qū)別點在于，彈性體3和上蓋板4、下蓋板11之間存在間隙，并非直接接觸，而彈性體8則分別通過螺釘7、螺釘10與上蓋板4、下蓋板11固定連接；如此的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以使彈性體3和彈性體8精確的反應(yīng)被測結(jié)構(gòu)物12的拉伸變形。從圖1中可以看出，彈性體3、彈性體8與上蓋板4、下蓋板11之間形成一個封閉空間，應(yīng)變計5處于該封閉空間內(nèi)部，應(yīng)變計5的左右兩端分別與彈性體3、彈性體8連接。 本發(fā)明在應(yīng)變計5的外圍注入硅膠，形成硅膠密封層6，隔離了應(yīng)變計5與外圍的接觸，能確保應(yīng)變計5在復(fù)雜環(huán)境中正常工作。見圖2，上蓋板4上端設(shè)置引出線導(dǎo)孔15。本發(fā)明還包括一個安裝胎具16，與應(yīng)變傳感器的底面尺寸(即彈性體3左端與彈性體8右端之間的間距)相同，安裝胎具16的設(shè)置左右兩個通孔18，同時彈性體3、彈性體 8上的垂直方向皆設(shè)置通孔13，前述左右兩個通孔18在安裝胎具16上的相對位置與分別與通孔13在彈性體3、彈性體8上的相對位置相對應(yīng)。本發(fā)明在實際運用過程中，傳感器與被測結(jié)構(gòu)物12可以通過垂直安裝或者水平側(cè)向安裝的方式進行連接。1)垂直安裝
首先以安裝胎具16為模板，在被測結(jié)構(gòu)物12上制作與通孔13相對應(yīng)的安裝孔19，然后將彈性體3、彈性體8與被測結(jié)構(gòu)物12通過螺栓連接。2)水平側(cè)向安裝
水平側(cè)向安裝時首先需要利用側(cè)裝塊1和側(cè)裝塊9，所述左右兩側(cè)的彈性體3、彈性體 8上分別設(shè)置側(cè)裝孔2，側(cè)裝塊1和側(cè)裝塊9上設(shè)置安裝孔14，安裝孔14在側(cè)裝塊1、側(cè)裝塊9上的相對位置與側(cè)裝孔2在彈性體3、彈性體8上的相對位置對應(yīng)。安裝時的具體過程如下(一)、將側(cè)裝塊1和側(cè)裝塊9通過螺釘與安裝胎具16的安裝孔17連接，(二)、將側(cè)裝塊1、側(cè)裝塊9與被測結(jié)構(gòu)物12焊接固定，(三)、待焊接冷卻后、 拆除安裝胎具16，(四)、將彈性體3、彈性體8分別與與側(cè)裝塊1、側(cè)裝塊9通過螺釘連接。
權(quán)利要求
1.應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于包括上蓋板和下蓋板，所述上蓋板和下蓋板之間安裝彈性體，在該彈性體與上、下蓋板之間的空間內(nèi)設(shè)置有硅膠密封層，所述硅膠密封層內(nèi)部安裝應(yīng)變計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上、下蓋板之間的左右兩側(cè)分別設(shè)置彈性體，其中一側(cè)的彈性體與上、下蓋板固連，另一側(cè)的彈性體與上下蓋板之間留有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述彈性體的材質(zhì)為鋁合
4.一種應(yīng)變傳感器的安裝方法，其特征在于使用一個安裝胎具，所述安裝胎具與應(yīng)變傳感器的底面尺寸相同，所述安裝胎具上設(shè)置通孔，所述通孔與所述應(yīng)變傳感器上的安裝孔位置相對應(yīng)；安裝時的具體步驟如下(一)、以安裝胎具為模板，在被測結(jié)構(gòu)物上制作安裝孔，(二)、將應(yīng)變傳感器與被測結(jié)構(gòu)物通過螺栓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括兩個側(cè)裝塊，所述左右兩側(cè)的彈性體上分別設(shè)置側(cè)裝孔，所述側(cè)裝塊上設(shè)置與所述側(cè)裝孔對應(yīng)的安裝孔，所述左右兩側(cè)的彈性體分別與安裝孔通過螺釘連接。
6.一種應(yīng)用于權(quán)利要求5所述的應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于使用一個安裝胎具，所述安裝胎具與應(yīng)變傳感器的底面尺寸相同，所述安裝胎具上設(shè)置側(cè)裝孔，所述安裝胎具上的側(cè)裝孔位置與所述左右兩側(cè)的彈性體上的側(cè)裝孔位置相對應(yīng)；安裝時的具體步驟如下(一)、將側(cè)裝塊通過螺釘與所述安裝胎具連接，(二)、將側(cè)裝塊與被測結(jié)構(gòu)物焊接固定，(三)、待焊接冷卻后、拆除安裝胎具，(四)、將所述應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)與側(cè)裝塊通過螺釘連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)及安裝方法，其特征在于包括上蓋板和下蓋板，上蓋板和下蓋板之間安裝彈性體，在該彈性體與上、下蓋板之間的空間內(nèi)設(shè)置有硅膠密封層，硅膠密封層內(nèi)部安裝應(yīng)變計。本發(fā)明充分利用防護材料優(yōu)越的物理化學(xué)性能，隔離了應(yīng)變計與外界的接觸，底層硅膠通過工藝性擠壓后組織更為緊密，保證了應(yīng)變計在復(fù)雜環(huán)境中正常工作。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)適用于多種安裝方式，可以根據(jù)安裝環(huán)境的不同靈活變換。
文檔編號G01B7/16GK102207366SQ20111009478
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者汪雪良, 胡嘉駿, 許國偉, 顧學(xué)康 申請人:中國船舶重工集團公司第七○二研究所