專利名稱：一種混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土木工程中的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的土木工程技術(shù)中，通常需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)體中的內(nèi)部應(yīng)變力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以獲知混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的應(yīng)變力的變化。在現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)部應(yīng)變測(cè)量工作中，經(jīng)常使用的應(yīng)變傳感器一般有兩種振弦式應(yīng)變傳感器和電阻式應(yīng)變傳感器。其中，振弦式傳感器的價(jià)格比較昂貴，數(shù)據(jù)采集儀表配套單一，而且安裝難度相對(duì)較大，安裝后的保護(hù)要求也較高。相對(duì)于振弦式傳感器，電阻式應(yīng)變傳感器具備價(jià)格適中、配套儀表普及、使用簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于現(xiàn)有的電阻式應(yīng)變傳感器在實(shí)際工程應(yīng)用中多用于短期使用，因此現(xiàn)有的電阻式傳感器的結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，在使用一段較長(zhǎng)時(shí)間后，電阻式傳感器中的電阻應(yīng)變片容易產(chǎn)生無法恢復(fù)的形變，從而出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)、測(cè)量誤差超出量程范圍等問題，而且抗干擾能力也比較差，因而難以長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。另外，現(xiàn)有的電阻式傳感器由于是短期使用，因此僅僅采用了一些簡(jiǎn)單的防水設(shè)計(jì)，所以防水性能較差，從而也使得現(xiàn)有的電阻式傳感器難以長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，無法應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)部應(yīng)變力的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，從而可以長(zhǎng)期有效、準(zhǔn)確地測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部應(yīng)變。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型中的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種混凝土結(jié)構(gòu)體的`應(yīng)變測(cè)量裝置，該裝置包括彈性體、波紋管固定端、彈性體固定端、電阻應(yīng)變片、信號(hào)電纜、薄壁波紋管、基距套管、密封組件和塑料滑動(dòng)管；所述彈性體的一端固定于波紋管固定端上，其另一端固定于彈性體固定端上；所述彈性體包括一個(gè)水平部以及設(shè)置于所述水平部?jī)啥说墓瘟?，所述彈性體的水平部的上表面和下表面上均分別對(duì)稱設(shè)置有兩片電阻應(yīng)變片；所述彈性體固定端與所述彈性體連接的一端設(shè)置有四個(gè)第一接線柱，四個(gè)第一接線柱通過四根電阻應(yīng)變片引出線分別與四片電阻應(yīng)變片連接；所述彈性體固定端的另一端設(shè)置有四個(gè)第二接線柱，四個(gè)第二接線柱通過四根電纜引出線與信號(hào)電纜連接；所述彈性體固定端的中部還設(shè)置有與所述基距套管連接的環(huán)狀突起部；所述薄壁波紋管，套設(shè)于所述彈性體之上；所述薄壁波紋管的一端固定于波紋管固定端上，其另一端固定于所述基距套管上；所述基距套管，套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上；所述基距套管不與所述薄壁波紋管連接的一端設(shè)置有錐體內(nèi)腔；所述錐體內(nèi)腔與套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上且用于防水的密封組件連接；[0011 ] 所述塑料滑動(dòng)管，套設(shè)于所述基距套管、薄壁波紋管和波紋管固定端之上。較佳的，所述彈性體的弓形梁的外側(cè)還設(shè)置有沿水平方向延展的固定部；所述固定部上設(shè)置有固定通孔。較佳的，所述彈性體由合金結(jié)構(gòu)鋼材料制成。較佳的，所述合金結(jié)構(gòu)鋼材料為40Cr。較佳的，所述電阻應(yīng)變片通過粘合劑粘貼于所述彈性體的水平部的上表面或下表面上。較佳的，所述粘合劑為環(huán)氧粘合劑。較佳的，所述薄壁波紋管的壁厚為O. 1mm。較佳的，所述薄壁波紋管由鈹青銅材料通過冷壓的方式制成。較佳的，所述薄壁波紋管通過焊接的方式分別固定于波紋管固定端和基距套管上。較佳的，所述的焊接為錫焊。較佳的，所述密封組件包括密封橡膠套、密封墊環(huán)和密封螺母；所述密封橡膠套具有與所述信號(hào)電纜的外徑相匹配的柱狀空腔，所述柱狀空腔的一端設(shè)置有可與所述基距套管的錐體內(nèi)腔緊密連接的密封錐體；所述密封橡膠套的柱狀空腔套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上，所述密封橡膠套的密封錐體插入所述基距套管的錐體內(nèi)腔中；所述密封墊環(huán)套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上，并與所述密封橡膠套的密封錐體抵接；所述密封螺母通過內(nèi)螺紋套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上，并與所述密封墊環(huán)抵接。較佳的，所述密封橡膠套由氯丁橡膠制成。較佳的，所述塑料滑動(dòng)管由聚四氟材料制成。綜上可知，本實(shí)用新型中提供了一種混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置。在所述裝置中，由于該裝置中使用了特殊的弓形彈性體以及粘貼在所述彈性體上的四片電阻應(yīng)變片，從而可以長(zhǎng)期有效、準(zhǔn)確地測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部應(yīng)變；另外，由于在所述混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置中還進(jìn)一步使用了特殊的密封組件，因此具有非常好的防水性能，從而使得所述混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置具備良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及抗干擾能力，因此可應(yīng)用于各種類型的混凝土結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工作中。

圖1為本實(shí)用新型中的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置的裝配示意圖。圖2為本實(shí)用新型中的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置的剖面示意圖一。圖3為本實(shí)用新型中的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置的剖面示意圖二。圖4為本實(shí)用新型中組裝后的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置的立體示意圖。圖5為本實(shí)用新型中的彈性體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型中的電阻應(yīng)變片與彈性體的連接關(guān)系示意圖。圖7為本實(shí)用新型中的四片電阻應(yīng)變片的電路等效示意圖。[0036]圖8為本實(shí)用新型中的薄壁波紋管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本實(shí)用新型中的薄壁波紋管的連接示意圖。圖10為本實(shí)用新型中的密封組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本實(shí)用新型中的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置的使用示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參見圖1至圖9，本實(shí)用新型中的所述混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置主要包括彈性體11、波紋管固定端12、彈性體固定端13、電阻應(yīng)變片14、信號(hào)電纜15、薄壁波紋管16、基距套管17、密封組件18和塑料滑動(dòng)管19。所述彈性體11的一端固定于波紋管固定端12上，其另一端固定于彈性體固定端13上；所述彈性體11包括一個(gè)水平部110以及設(shè)置于所述水平部110兩端的弓形梁112，所述彈性體11的水平部Iio的上表面和下表面上均分別對(duì)稱設(shè)置有兩片電阻應(yīng)變片14 ；所述彈性體固定端13與所述彈性體11連接的一端設(shè)置有四個(gè)第一接線柱，四個(gè)第一接線柱通過四根第一電阻應(yīng)變片引出線141分別與四片電阻應(yīng)變片14連接；所述彈性體固定端13的另一端設(shè)置有四個(gè)第二接線柱，四個(gè)第二接線柱通過四根第二電纜引出線142與信號(hào)電纜15連接；所述彈性體固定端13的中部還設(shè)置有與所述基距套管17連接的環(huán)狀關(guān)起部131 ；所述薄壁波紋管16，套設(shè)于所述彈性體11之上；所述薄壁波紋管16的一端固定于波紋管固定端12上，其另一端固定于所述基距套管17上；所述基距套管17，套設(shè)于所述信號(hào)電纜15的外表面上；所述基距套管17不與所述薄壁波紋管16連接的一端設(shè)置有錐體內(nèi)腔171 ;所述錐體內(nèi)腔171與套設(shè)于所述信號(hào)電纜15的外表面上且用于防水的密封組件18連接；所述塑料滑動(dòng)管19，套設(shè)于所述基距套管17、薄壁波紋管16和波紋管固定端12之上。圖5為本實(shí)用新型中的彈性體的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖5并結(jié)合圖1至圖4所示，本實(shí)用新型中的彈性體11包括一個(gè)水平部110以及設(shè)置于所述水平部110兩端的弓形梁112。進(jìn)一步的，所述彈性體11的弓形梁112的外側(cè)還設(shè)置有沿水平方向延展的固定部114，所述固定部上設(shè)置有固定通孔116，使得固定螺釘可穿過所述固定通孔116，將所述彈性體11的兩端分別固定在波紋管固定端12和彈性體固定端13上。較佳的，在本實(shí)用新型中，所述彈性體可由合金結(jié)構(gòu)鋼材料制成，所述合金結(jié)構(gòu)鋼材料可以為40Cr，由40Cr制成的彈性體具有彈性高、滯后小、耐腐蝕等特點(diǎn)；而且，由于所述彈性體中具有兩個(gè)弓形梁，因此彈性體的彈性高，具有較高的疲勞極限，彈性模量溫度系數(shù)小而且穩(wěn)定，經(jīng)過熱處理后的性能也均勻穩(wěn)定，機(jī)械加工及熱處理性能良好，彈性滯后較小，因此非常適用于混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的應(yīng)變測(cè)量。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，還將在所述彈性體11的水平部110的上表面和下表面上分別設(shè)置兩片電阻應(yīng)變片14，一共四片電阻應(yīng)變片14。較佳的，所述電阻應(yīng)變片14通過粘合劑粘貼于所述彈性體11的水平部110的上表面或下表面上，待粘合劑在室溫下固化后，再進(jìn)入恒溫箱固化，以增強(qiáng)粘貼的牢固性。其中，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述粘合劑可以是環(huán)氧粘合劑或其它的粘合劑。進(jìn)一步的，在將電阻應(yīng)變片14粘貼于所述彈性體11上之前，還可利用酚醛環(huán)氧膠或縮酚膠對(duì)電阻應(yīng)變片14的粘貼面以及彈性體11的上表面和下表面進(jìn)行底層處理，以進(jìn)一步增強(qiáng)粘貼的牢固性。另外，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述四片電阻應(yīng)變片14中的每一片電阻應(yīng)變片都通過一根電阻應(yīng)變片引出線141分別與所述彈性體固定端13上的一個(gè)第一接線柱連接，因此，上述四片電阻應(yīng)變片14可組成一個(gè)惠更斯電橋。通過上述四片電阻應(yīng)變片14，即可測(cè)得混凝土結(jié)構(gòu)體中的實(shí)際應(yīng)變測(cè)量值。圖6為本實(shí)用新型中的電阻應(yīng)變片與彈性體的連接關(guān)系示意圖。其中，圖6 (a)為側(cè)視圖，圖6 (b)為俯視圖。如圖6所示，可用Zl、Z2、Z3和Z4分別表示上述的四片電阻應(yīng)變片14，其中，Zl和Z3為設(shè)置于所述彈性體11的水平部110的上表面上的電阻應(yīng)變片，Z2和TA為設(shè)置于所述彈性體11的水平部110的下表面上的電阻應(yīng)變片。圖7為本實(shí)用新型中的四片電阻應(yīng)變片的電路等效示意圖。如圖7所示，可設(shè)Zl的電阻值為R1, Z2的電阻值為R2, Z3的電阻值為R3, TA的電阻值為R4，則上述的四片電阻應(yīng)變片可組成一個(gè)如圖7所示的全橋電路。其中，AC端的輸入電壓可設(shè)為Vi, DB端的輸出電壓可設(shè)為％。根據(jù)基爾霍夫定律，輸出電壓Vtl和輸入電壓Vi具有如下所述的關(guān)系
權(quán)利要求1.一種混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置包括彈性體、波紋管固定端、彈性體固定端、電阻應(yīng)變片、信號(hào)電纜、薄壁波紋管、基距套管、密封組件和塑料滑動(dòng)管； 所述彈性體的一端固定于波紋管固定端上，其另一端固定于彈性體固定端上；所述彈性體包括一個(gè)水平部以及設(shè)置于所述水平部?jī)啥说墓瘟?，所述彈性體的水平部的上表面和下表面上均分別對(duì)稱設(shè)置有兩片電阻應(yīng)變片； 所述彈性體固定端與所述彈性體連接的一端設(shè)置有四個(gè)第一接線柱，四個(gè)第一接線柱通過四根電阻應(yīng)變片引出線分別與四片電阻應(yīng)變片連接；所述彈性體固定端的另一端設(shè)置有四個(gè)第二接線柱，四個(gè)第二接線柱通過四根電纜引出線與信號(hào)電纜連接；所述彈性體固定端的中部還設(shè)置有與所述基距套管連接的環(huán)狀突起部； 所述薄壁波紋管，套設(shè)于所述彈性體之上；所述薄壁波紋管的一端固定于波紋管固定端上，其另一端固定于所述基距套管上； 所述基距套管，套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上；所述基距套管不與所述薄壁波紋管連接的一端設(shè)置有錐體內(nèi)腔；所述錐體內(nèi)腔與套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上且用于防水的密封組件連接； 所述塑料滑動(dòng)管，套設(shè)于所述基距套管、薄壁波紋管和波紋管固定端之上。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述彈性體的弓形梁的外側(cè)還設(shè)置有沿水平方向延展的固定部； 所述固定部上設(shè)置有固定通孔。
3.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述彈性體由合金結(jié)構(gòu)鋼材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述合金結(jié)構(gòu)鋼材料為40Cr。
5.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述電阻應(yīng)變片通過粘合劑粘貼于所述彈性體的水平部的上表面或下表面上。
6.如權(quán)利要求5所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述粘合劑為環(huán)氧粘合劑。
7.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述薄壁波紋管的壁厚為O. 1mm。
8.如權(quán)利要求1或7所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述薄壁波紋管由鈹青銅材料通過冷壓的方式制成。
9.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述薄壁波紋管通過焊接的方式分別固定于波紋管固定端和基距套管上。
10.如權(quán)利要求9所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述的焊接為錫焊。
11.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于，所述密封組件包括密封橡膠套、密封墊環(huán)和密封螺母； 所述密封橡膠套具有與所述信號(hào)電纜的外徑相匹配的柱狀空腔，所述柱狀空腔的一端設(shè)置有可與所述基距套管的錐體內(nèi)腔緊密連接的密封錐體；所述密封橡膠套的柱狀空腔套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上，所述密封橡膠套的密封錐體插入所述基距套管的錐體內(nèi)腔中； 所述密封墊環(huán)套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上，并與所述密封橡膠套的密封錐體抵接； 所述密封螺母通過內(nèi)螺紋套設(shè)于所述信號(hào)電纜的外表面上，并與所述密封墊環(huán)抵接。
12.如權(quán)利要求11所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述密封橡膠套由氯丁橡膠制成。
13.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于 所述塑料滑動(dòng)管由聚四氟材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置。其中，所述裝置包括彈性體、波紋管固定端、彈性體固定端、電阻應(yīng)變片、信號(hào)電纜、薄壁波紋管、基距套管、密封組件和塑料滑動(dòng)管。通過使用上述的混凝土結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變測(cè)量裝置，可以長(zhǎng)期有效、準(zhǔn)確地測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部應(yīng)變，并可應(yīng)用于各種類型的混凝土結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工作中。
文檔編號(hào)G01B7/16GK202903128SQ201220572370
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者徐海翔 申請(qǐng)人:中冶建筑研究總院有限公司