一種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，包括兩個以上間隔設置的剛性管，相鄰剛性管之間通過柔性節(jié)相連，剛性管內布置有傳感器，剛性管內的傳感器之間采用電纜芯線級聯(lián)連接，電纜芯線貫穿柔性節(jié)內部，并且由位于端部的一個剛性管內的傳感器連接電纜引出剛性管。本實用新型提出的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，使得傳感器應用時具有安裝簡單、快速布設、布設成本低廉，系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，非常適用于大量長距離工程監(jiān)測應用，提高了工程監(jiān)測系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及工程安全監(jiān)測技術領域，特別是一種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構。
【背景技術】
[0002]傳感器是工業(yè)和民用工程結構中工程安全監(jiān)測以及工程自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的重要監(jiān)測器件之一，其廣泛應用于監(jiān)測水工建筑物、隧道、橋梁、鐵路、公路等工程的安全性和穩(wěn)定性，涉及例如巖土工程結構的位移、變形、溫度監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集等。目前在工程安全監(jiān)測領域中，廣泛應用各種類型的傳感器來監(jiān)測水工建筑物、橋梁、隧道、鐵路等工程的安全性和穩(wěn)定性，例如光電式位移傳感器、超聲波位移傳感器、磁致伸縮位移傳感器、溫度傳感器以及壓力傳感器等，對工程測點各種物理量的變化進行測量，例如:位移、變形、溫度、受力情況等。上述傳感器的應用目前多采用在單獨封裝的傳統(tǒng)形式，這種結構在工程應用中各傳感器需要分別單獨安裝、單獨保護、單獨接線，增加了現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的安裝難度和復雜程度，傳感器布設保護難度增加，且連接電纜布設雜亂，不易保護，導致系統(tǒng)經(jīng)常遭遇施工損壞或人為破壞;此外，當工程項目中需要測量長距離連續(xù)變化情況時，一般采用大間距布置傳感器，分別測量各測點的測值，當測點較多時，每個傳感器通常均需要引出一根電纜，給工程現(xiàn)場布線帶來困難，還增加了工程系統(tǒng)的復雜度以及布置周期和成本;更甚者，對于工程中需要有防水要求的場合，則還需對各個傳感器分別引出的電纜進行防水密封處理，給工程應用帶來不便，進一步增加了工程系統(tǒng)的復雜度以及布置周期和成本。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型針對現(xiàn)有單獨封裝傳感器在工程監(jiān)測現(xiàn)場應用中存在的問題，如:安裝施工復雜、布設周期長、系統(tǒng)集成成本高、系統(tǒng)脆弱易遭到破壞等問題，提供一種新型的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，具有結構簡潔，工程應用中安裝簡單、快速布設、布設成本低廉、系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，不但可以大大節(jié)約工程現(xiàn)場陣列傳感器級聯(lián)布置的周期和成本，并且非常適用于大量傳感器長距離布設的工程監(jiān)測應用，同時提高了工程監(jiān)測系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
[0004]本實用新型的技術方案如下:
[0005]—種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，包括兩個以上間隔設置的剛性管，相鄰剛性管之間通過柔性節(jié)相連，所述剛性管內布置有傳感器，所述剛性管內的傳感器之間采用電纜芯線級聯(lián)連接，所述電纜芯線貫穿柔性節(jié)內部，并且由位于端部的一個剛性管內的傳感器連接電纜引出剛性管。
[0006]所述柔性節(jié)包括第一錐管、第一套筒、柔性管、第二套筒和第二錐管，所述柔性管的一端與第一錐管的一端連接并且所述柔性管的一端套接第一套筒，第一錐管的另一端與一剛性管連接;所述柔性管的另一端與第二錐管的一端連接并且所述柔性管的另一端套接第二套筒，第二錐管的另一端與另一剛性管連接。
[0007]所述柔性節(jié)是所述柔性管的一端分別與第一錐管和第一套筒以及所述柔性管的另一端分別與第二錐管和第二套筒均通過扣壓工藝壓成一體形成的柔性節(jié)。
[0008]所述第一錐管和/或第二錐管的一端為寶塔接頭，所述第一錐管和/或第二錐管通過寶塔接頭與柔性管螺旋連接。
[0009]所述第一錐管與一剛性管連接的一端沿徑向均勻設置若干第一螺紋孔，所述剛性管的對應位置沿徑向均勻設置若干第一通孔，所述第一錐管與所述剛性管通過所述第一螺紋孔和第一通孔采用第一螺釘固定連接；
[0010]和/或，所述第二錐管與另一剛性管連接的一端沿徑向均勻設置若干第二螺紋孔，所述另一剛性管的對應位置沿徑向均勻設置若干第二通孔，所述第二錐管與所述另一剛性管通過所述第二螺紋孔和第二通孔采用第二螺釘固定連接。
[0011]所述第一錐管與所述剛性管連接的一端還設置第一凹槽，所述第一凹槽內設置第一橡膠密封圈，所述第一錐管與所述剛性管采用第一橡膠密封圈密封；
[0012]和/或，所述第二錐管與所述另一剛性管連接的一端還設置第二凹槽，所述第二凹槽內設置第二橡膠密封圈，所述第二錐管與所述另一剛性管采用第二橡膠密封圈密封。
[0013]所述柔性管為液壓軟管或氣壓軟管。
[0014]所述柔性管為液壓軟管時，采用鋼絲纏繞增強型液壓軟管或鋼絲編織增強型液壓軟管。
[0015]所述剛性管為不銹鋼管;和/或，所述傳感器為可編址傳感器。
[0016]所述位于端部的一個剛性管內的傳感器連接的電纜采用防水接頭引出。
[0017]本實用新型的技術效果如下:
[0018]本實用新型涉及的一種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，包括兩個以上間隔設置的剛性管以形成多個剛性節(jié)，相鄰剛性管之間通過柔性節(jié)相連，整體形成剛性節(jié)、柔性節(jié)、剛性節(jié)……相互組合的特定的連接方式，避免了現(xiàn)有技術的采用單一段剛性節(jié)內封裝結構導致的易拉脫，抗扭轉性較差的問題，本實用新型的結構使用剛性節(jié)(即剛性管)配合柔性節(jié)，提高了該結構的柔性，抗扭轉、不易拉脫，進而提高了工程結構的安全性和可靠性;剛性管內布置有傳感器，剛性管內的傳感器之間采用貫穿柔性節(jié)內部的電纜芯線級聯(lián)連接，并且由位于端部的一個剛性管內的傳感器連接電纜引出剛性管，本實用新型將陣列傳感器級聯(lián)，可以實現(xiàn)長距離連續(xù)變化的測量及輸出，該結構非常適用于工程應用中的長距離連續(xù)變形量監(jiān)測，同時具有結構簡單、拆卸方便、密封可靠、便于工程應用等優(yōu)點，并且在本實用新型所述柔性結構的內部是陣列傳感器通過電纜芯線依次級聯(lián)，在本實用新型所述柔性結構的外部只需一根電纜引出，無需每個傳感器均引出電纜，大大縮短了布置周期，降低了安裝成本，只需對最終引出的一根電纜做防水處理即可，具體可在該電纜的終端通過防水接頭引出以輸出實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，無需使用多根電纜分別各自單獨連接傳感器引出并輸出數(shù)據(jù)，進一步簡化了應用結構，提高了工程結構的安全性和可靠性，尤其適用于長距離多測點的連續(xù)變形量監(jiān)測。
[0019]優(yōu)選地，柔性節(jié)包括第一錐管、第一套筒、柔性管、第二套筒和第二錐管，在柔性管的兩端分別連接相應的錐管和套筒，實現(xiàn)剛性管之間的柔性連接結構，該結構簡單，兩組件之間可采用套接、螺旋連接等多種連接形式，還可以采用扣壓工藝一體成型構成柔性節(jié)，工藝上易實現(xiàn)，進一步提高了工程結構的安全性、可靠性和密封性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構的示意圖。
[0021]圖2為本實用新型優(yōu)選的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構(最小組合)的縱截面結構示意圖。
[0022]圖3為本實用新型的柔性節(jié)的縱截面結構示意圖。
[0023]圖4為本實用新型的第一錐管和/或第二錐管的縱截面結構示意圖。
[0024]圖中各標號列示如下:
[0025]I 一剛性管；2—柔性節(jié)；21—柔性管；22—第一錐管；23—第二錐管；24 —第一套筒;25—第二套筒;26—寶塔接頭;2701—第一螺釘;2702—第二螺釘;2703 —第一橡膠密封圈；2704—第二橡膠密封圈；2705 —第一螺紋孔;2706 —第二螺紋孔;3—傳感器;4一電纜芯線;5 —電纜。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型進行說明。
[0027]本實用新型涉及一種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，如圖1所示，包括兩個以上(兩個以及更多個)間隔設置的剛性管1(即構成剛性節(jié))，相鄰剛性管I之間通過柔性節(jié)2相連，剛性管內布置有傳感器3，剛性管內的傳感器之間采用電纜芯線4級聯(lián)連接，電纜芯線4貫穿柔性節(jié)2內部，并且由位于端部的一個剛性管1(即剛性節(jié))內的傳感器連接電纜5引出剛性管，該實施例是左端的剛性管I內的傳感器連接電纜5引出。其中，如圖2所示的兩個剛性管1(即剛性節(jié))之間布置一個柔性節(jié)2，整體形成剛性節(jié)、柔性節(jié)、剛性節(jié)相互組合的特定的連接方式，構成本實用新型提出的柔性結構的最小組合形式;如圖1所示的更多個剛性管1(即剛性節(jié))間隔設置且相鄰剛性管之間均布置有柔性節(jié)2的組合方式，整體形成剛性節(jié)、柔性節(jié)、剛性節(jié)……相互組合的特定的連接方式，可以實現(xiàn)工程監(jiān)測應用中長距離連續(xù)變化的多測點的測量及數(shù)據(jù)輸出。
[0028]上述柔性節(jié)2可以包括第一錐管、第一套筒、柔性管、第二套筒和第二錐管，其中，柔性管的一端與第一錐管的一端連接并且柔性管的一端套接第一套筒，第一錐管的另一端與一剛性管連接;柔性管的另一端與第二錐管的一端連接并且柔性管的另一端套接第二套筒，第二錐管的另一端與另一剛性管連接。優(yōu)選地，第一錐管和第二錐管、第一套筒和第二套筒，可以為相同的結構件，也可以為不同的結構件，也即是說，柔性管兩端可以是對稱結構也可以是不對稱結構；更進一步，柔性管與第一錐管(或第二錐管)、剛性管與第一錐管(或第二錐管)可以采用多種多樣的連接方式，諸如相互套接、螺紋連接以及其他可以實現(xiàn)此類功能的連接方式，并且，當采用相互套接方式時，可以根據(jù)實際應用情況，設置為內套和外套，如柔性管套接第一錐管(或第二錐管)，或第一錐管(或第二錐管)套接柔性管。
[0029]圖2為本實用新型優(yōu)選的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構的最小組合的縱截面結構示意圖，如圖2所示，該柔性結構包括兩個剛性管1、柔性管21、第一錐管22、第二錐管23、第一套筒24和第二套筒25，其中，柔性管21、第一錐管22、第二錐管23、第一套筒24和第二套筒25構成柔性節(jié)2，兩個間隔設置的剛性管I之間通過柔性節(jié)2相連，剛性管I內布置有傳感器(圖2中未示出)，優(yōu)選為可編址傳感器，剛性管I可以為不銹鋼管，柔性管21可以為軟管，優(yōu)選可以是液壓軟管或氣壓軟管(也可以稱為空壓軟管或氣動軟管)，當采用液壓軟管時優(yōu)選可以是鋼絲纏繞增強型的液壓軟管(即該液壓軟管包括鋼絲纏繞增強層)，或鋼絲編織增強型的液壓軟管(即該液壓軟管包括鋼絲編織增強層)，當采用氣壓軟管時優(yōu)選可以是TPU氣動軟管;其中，柔性管21的一端(如圖2所示的左端)套接在第一錐管22的一端外(即外套于第一錐管22的右端的管體外壁)并且柔性管21的該左端套接在第一套筒24內(S卩內套入第一套筒24的筒體內壁)，第一錐管22的另一端(如圖2所示的左端)套接在一剛性管1(如圖2所示的左端的剛性管I)內；柔性管21的另一端(如圖2所示的右端)套接在第二錐管23的一端外(即外套于第二錐管23的左端的管體外壁)并且柔性管21的該右端套接第二套筒25內(即內套入第二套筒25的筒體內壁)，第二錐管23的另一端(如圖2所示的右端)套接在另一剛性管I內(如圖2所示的右端的剛性管I)，最終柔性管21的兩端分別依次套接相應的錐管、套筒和剛性管，可以形成一種以柔性管21為中心的左右對稱結構。優(yōu)選地，柔性管21的一端分別與第一錐管22和第一套筒24以及柔性管21的另一端分別與第二錐管23和第二套筒25均可以采用扣壓工藝一體成型構成柔性節(jié)2，如圖2和圖3所示，柔性管21的兩端管體外側(即柔性管21的管體外壁)分別設置有螺紋狀結構，也可以稱為外螺紋，相應地，第一套筒24和第二套筒25的筒體內側(即套筒的筒體內壁)同時設置有與柔性管21的外螺紋對應的螺紋狀結構，也可以稱為內螺紋，以便于可以通過柔性管21的外螺紋和第一套筒24或第二套筒25的內螺紋實現(xiàn)柔性管21和套筒緊密密封連接；同時，如圖4所示，第一錐管22和第二錐管23與柔性管21套接的一端可以為寶塔接頭26，并且柔性管21的兩端管體內側(即柔性管21的管體內壁)分別設置有與第一錐管22或第二錐管23的寶塔接頭26的“寶塔”型結構對應的紋理結構，以便于可以通過寶塔接頭26的螺旋連接實現(xiàn)柔性管21和相應錐管的緊密密封;此外，第一套筒24和第二套筒25的一端均延伸至較長于柔性管21的管體，并且朝向第一錐管22或第二錐管23的外壁90°彎折，呈現(xiàn)“「”型或“ L ”型結構，并且通過該結構扣接在第一錐管22或第二錐管23的對應位置處，以便于將柔性管21的管體兩端密封在第一錐管22與第一套筒24之間以及第二錐管23與第二套筒25之間，綜上，通過上述扣壓工藝將錐管、套筒和柔性管21的兩端一體成型構成柔性節(jié)2，采用扣壓工藝完成的柔性節(jié)2具有不易拉脫，抗扭轉性較高并且連接接縫處密封良好等優(yōu)點。更優(yōu)選地，如圖2所示，第一錐管22和第二錐管23與剛性管I均可以分別通過螺釘固定連接，也即是說，第一錐管22與一剛性管I連接的一端沿徑向均勻設置若干第一螺紋孔2705(如圖3和圖4所示)，該剛性管I的對應位置沿徑向均勻設置若干第一通孔(附圖中未示出)，第一錐管22與該剛性管I通過所第一螺紋孔2705和第一通孔采用第一螺釘2701固定連接;第二錐管23與另一剛性管I連接的一端沿徑向均勻設置若干第二螺紋孔2706(如圖3和圖4所示)，該另一剛性管I的對應位置沿徑向均勻設置若干第二通孔(附圖中未示出)，第二錐管23與該另一剛性管I通過第二螺紋孔2706和第二通孔采用第二螺釘2702固定連接;此外，第一錐管22與一剛性管I連接的一端還設置第一凹槽，第一凹槽內設置第一橡膠密封圈2703，第一錐管22與該剛性管I采用第一橡膠密封圈2703密封，第二錐管23與另一剛性管I連接的一端還設置第二凹槽，第二凹槽內設置第二橡膠密封圈2704，第二錐管23與該另一剛性管I采用第二橡膠密封圈2704密封，使得橡膠密封圈的外壁與剛性管的內壁相抵觸，以實現(xiàn)防水防潮、抵抗惡劣環(huán)境;并且可以在橡膠密封圈上涂抹適量的潤滑劑，例如潤滑硅脂，以便于將柔性節(jié)兩端更順利地分別插入剛性管中，并且擰緊螺釘以緊固柔性節(jié)和剛性管。此外，上述第一螺紋孔和第二螺紋孔、第一通孔和第二通孔、第一螺釘和第二螺釘以及第一橡膠密封圈和第二橡膠密封圈均分別可以采用相同的結構件或不同的結構件，只要滿足且實現(xiàn)預計功能即可。本實用新型提出的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，結構簡單、成本低廉、拆卸方便，工程應用中具有安裝簡單、快速布設、布設成本低廉、密封性等性能穩(wěn)定、系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，不但可以大大節(jié)約工程現(xiàn)場陣列傳感器級聯(lián)布置周期和成本，并且非常適用于大量長距離工程監(jiān)測應用，提高了工程監(jiān)測的安全性和穩(wěn)定性，工作可靠性和安全性高，非常適用于工程現(xiàn)場中的工程變形或位移監(jiān)測，并且非常適合于新一代工程測量和工程安全監(jiān)測的要求。
[0030]如圖1所示，當在實際工程應用中需要測量長距離連續(xù)變化情況也即是需要多個監(jiān)測點時，通常采用更多個間隔設置的剛性管I，相鄰剛性管I之間通過柔性節(jié)2相連，在各剛性節(jié)內(也即是剛性管I內)內分別布置傳感器3，剛性管I內的傳感器3之間采用電纜芯線4級聯(lián)連接，電纜芯線4貫穿柔性節(jié)2內部，并且由位于端部的一個剛性管I內的傳感器3連接電纜5引出剛性管I以連接測量儀表，實現(xiàn)傳感器3的供電與數(shù)據(jù)傳輸;或者，以輸出實時監(jiān)測數(shù)據(jù)至上位計算機或監(jiān)測中心進行數(shù)據(jù)通訊，即將傳感器3的實時采集的監(jiān)測結果上傳至上位計算機或監(jiān)測中心，以進行實時監(jiān)測或進行存儲以備后續(xù)處理。進一步位于端部的電纜5可以采用防水接頭引出，以實現(xiàn)密封防水處理及物理保護，進一步提高了本實用新型提出的柔性結構的密封防水防潮性能，提高了工程監(jiān)測的安全性和可靠性。
[0031 ]應當指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領域的技術人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當中。
【主權項】
1.一種用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，包括兩個以上間隔設置的剛性管，相鄰剛性管之間通過柔性節(jié)相連，所述剛性管內布置有傳感器，所述剛性管內的傳感器之間采用電纜芯線級聯(lián)連接，所述電纜芯線貫穿柔性節(jié)內部，并且由位于端部的一個剛性管內的傳感器連接電纜引出剛性管。2.根據(jù)權利要求1所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述柔性節(jié)包括第一錐管、第一套筒、柔性管、第二套筒和第二錐管，所述柔性管的一端與第一錐管的一端連接并且所述柔性管的一端套接第一套筒，第一錐管的另一端與一剛性管連接;所述柔性管的另一端與第二錐管的一端連接并且所述柔性管的另一端套接第二套筒，第二錐管的另一端與另一剛性管連接。3.根據(jù)權利要求2所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述柔性節(jié)是所述柔性管的一端分別與第一錐管和第一套筒以及所述柔性管的另一端分別與第二錐管和第二套筒均通過扣壓工藝壓成一體形成的柔性節(jié)。4.根據(jù)權利要求2所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述第一錐管和/或第二錐管的一端為寶塔接頭，所述第一錐管和/或第二錐管通過寶塔接頭與柔性管螺旋連接。5.根據(jù)權利要求2至4之一所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述第一錐管與一剛性管連接的一端沿徑向均勻設置若干第一螺紋孔，所述剛性管的對應位置沿徑向均勻設置若干第一通孔，所述第一錐管與所述剛性管通過所述第一螺紋孔和第一通孔采用第一螺釘固定連接； 和/或，所述第二錐管與另一剛性管連接的一端沿徑向均勻設置若干第二螺紋孔，所述另一剛性管的對應位置沿徑向均勻設置若干第二通孔，所述第二錐管與所述另一剛性管通過所述第二螺紋孔和第二通孔采用第二螺釘固定連接。6.根據(jù)權利要求5所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述第一錐管與所述剛性管連接的一端還設置第一凹槽，所述第一凹槽內設置第一橡膠密封圈，所述第一錐管與所述剛性管采用第一橡膠密封圈密封； 和/或，所述第二錐管與所述另一剛性管連接的一端還設置第二凹槽，所述第二凹槽內設置第二橡膠密封圈，所述第二錐管與所述另一剛性管采用第二橡膠密封圈密封。7.根據(jù)權利要求2至4之一所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述柔性管為液壓軟管或氣壓軟管。8.根據(jù)權利要求7所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述柔性管為液壓軟管時，采用鋼絲纏繞增強型液壓軟管或鋼絲編織增強型液壓軟管。9.根據(jù)權利要求1至4之一所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述剛性管為不銹鋼管;和/或，所述傳感器為可編址傳感器。10.根據(jù)權利要求1至4之一所述的用于陣列傳感器級聯(lián)的柔性結構，其特征在于，所述位于端部的一個剛性管內的傳感器連接的電纜采用防水接頭引出。
【文檔編號】G01B21/32GK205679220SQ201620536993
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月3日 公開號201620536993.9, CN 201620536993, CN 205679220 U, CN 205679220U, CN-U-205679220, CN201620536993, CN201620536993.9, CN205679220 U, CN205679220U
【發(fā)明人】趙營海, 王順平
【申請人】基康儀器股份有限公司