CN105091806A - 耐高压振弦式应变计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高压振弦式应变计，包括电缆接头，电缆，左右侧法兰，置于两侧法兰之间的保护壳体，置于保护壳体内部的测量装置、右端固定端、隔断接头、钢弦和钢弦护管，其中，钢弦张拉于钢弦护管内部，并固定于左侧法兰和右侧固定端上，测量装置通过注塑模固定在钢弦护管上，测量装置，钢弦、钢弦护管、左侧法兰及右侧固定端组成一体化的弦芯敏感部件，该一体化的弦芯敏感部件位于保护壳体内部，与外界完全隔绝，确保耐水压可靠，隔断接头位于右侧固定端和右侧法兰之间的空腔，起到隔离的作用。本发明的耐高压振弦式应变计的耐水压性能有较大提升且测值稳定性有明显改善。

Description

耐高压振弦式应变计
技术领域
本发明涉及一种耐高压振弦式应变计，属于应变测量装置技术领域。
背景技术
耐高压振弦式应变计主要用于监测岩土工程和其他混凝土建筑物的应变，适用于长期埋设在水工建筑物或其他建筑物内部，测量结构物内部的应变。因使用环境特殊，其大部分是在水下安装并长期测量，因此，仪器本身需要具有承受较大耐水压的能力，尤其是在大型抽蓄电站中，埋设在大坝坝体内部的应变计所承受的水压较大，在水流冲击的情况，其水压可能达到3MPa以上，因此，对振弦式应变计的耐水压提出了更高的要求。
目前，现有振弦式应变计主要由两侧法兰1-1、钢弦1-4、护管1-2、测量装置1-3和电缆1-5组成，其原理示意图如图1所示。钢弦1-4张紧于钢弦护管1-2内部，固定到两侧法兰1-1上，测量装置1-3放置在钢弦护管1-2外部，采用橡胶或环氧胶包裹，用于对钢弦激振和检测钢弦自振频率，电缆1-5与测量装置1-3相连接，用于传递激振信号以及传输钢弦的自振频率。
现有的振弦式应变计存在的不足有：1)现有振弦式应变计整体耐水压不足：现有振弦式应变计测量装置位于钢弦护管外部，且直接与外界接触，仅采用橡胶或者环氧胶包裹进行保护。由于橡胶和环氧胶包裹，并不能确保测量装置与外界完全隔离，耐水压能力有限，无法在耐水压大于0.5MPa的环境下使用；2)现有振弦式应变计无电缆可靠稳固连接及耐水压防护：现有振弦式应变计的电缆采用橡胶或环氧胶包裹固定，其稳固性得不到保证，耐水压能力较低，同时，电缆内部芯线和测量装置芯线之间是直接相连的，压力水很容易通过内部芯线相连通的管路进入测量装置，造成仪器损坏；3)现有振弦式应变计测值稳定性有待于进一步提升：现有振弦式应变计测量装置和钢弦是分离开的结构，没有组成稳定的一体化的应变感应和测量部件，当测量装置与钢弦之间的相对位置发生错位和变化时，必然会影响钢弦的应变感应和测量装置对钢弦的激振和测量，测值稳定性受到较大影响，其测值稳定性有待于进一步提升；4)现有振弦式应变计适应外界环境的能力有待于进一步提升：现有振弦式应变计测量装置与外界环境的接触，其对钢弦的激振和测量不可避免的会受到外界环境变化的影响，对振弦式应变计长期测值可靠性产生负面影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高压振弦式应变计，解决振弦式应变计测量稳定性较低，测值精度不高以及振弦式应变计耐水压不足的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术手段如下：
耐高压振弦式应变计，包括电缆接头，电缆，左侧法兰，右侧法兰，置于左侧和右侧法兰之间的保护壳体，置于保护壳体内部的测量装置、右端固定端、隔断接头、钢弦和钢弦护管；所述钢弦张拉于钢弦护管内部，并固定于左侧法兰和右侧固定端上；所述测量装置通过注塑模固定在钢弦护管上，与钢弦护管连接为一个整体结构；所述保护壳体，右侧固定端及钢弦护管连接处采用低应力密封焊接，使测量装置，钢弦、钢弦护管、左侧法兰及右侧固定端组成一体化的应变感应和测量部件；所述隔断接头位于右侧固定端和右侧法兰之间的空腔；所述隔断接头的左侧与测量装置芯线连接，所述隔断接头的右侧与电缆芯线连接；所述电缆采用电缆接头固定在右侧法兰上。
前述的隔断接头采用O型密封圈和涂覆环氧胶的方式实现密封固定。
本发明的优点如下：
1)耐水压性能有较大提升：本发明将测量装置和钢弦、钢弦护管等完全封装到保护壳体内部，并完全与外界隔绝，达到能承受可靠耐水压的目的，此外，电缆封装采用标准化的电缆接头固定护持电缆，电缆稳固性有了可靠保障，同时，在电缆芯线与测量装置芯线之间增加内部隔断接头，确保电缆破损时，压力水也无法进入应变计测量装置和敏感元件内部，保证仪器能够正常工作，耐水压性能得到了多重保障；
2)测值稳定性有明显改善：本发明将测量装置和钢弦、钢弦护管、左侧法兰和右侧固定端完全组装成一体化的应变感应和测量部件，各连接件之间可靠稳定连接，不会出现错位和相对位移变化，保证了仪器核心敏感部件的长期稳定性，因此，振弦式应变计的测值稳定性和长期可靠性有了保证；
3)适应外界恶劣环境的能力进一步增强：本发明具有一体化的应变感应和测量的敏感部件，同时又完全封装在保护壳体的内部，与外界有了有效的隔绝，不会受到外界环境变化的影响，同时可靠的耐水压电缆封装结构，确保了应变计在任何温湿度环境下以及较高水压的环境下，保持测值稳定性和长期适应性。
附图说明
图1为现有的振弦式应变计的结构示意图；
图2为本发明的耐高压振弦式应变计的结构示意图；
图3为本发明的耐高压振弦式应变计的局部结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，本发明的耐高压振弦式应变计包括电缆接头2-6、电缆2-7、左侧法兰2-1、右侧法兰2-14、置于左右两侧法兰之间的保护壳体2-2、置于保护壳体2-2内部的测量装置2-3、右端固定端2-4、隔断接头2-5、钢弦2-10和钢弦护管2-8。
其中，钢弦2-10张拉于钢弦护管2-8内部，并固定于左侧法兰2-1和右侧固定端2-4上，右侧固定端2-4主要用来固定钢弦2-10的另一端头，其主要作用是与左侧法兰2-1配合共同固定和张紧钢弦2-10，右侧固定端2-4与保护壳体2-2之间通过低应力焊接技术连接为一体。测量装置2-3通过注塑模2-9完全固定在钢弦护管2-8上，与钢弦护管2-8连接为一个整体结构，不会出现松动脱开的现象。这样，本发明的耐高压应变计，将测量装置2-3与钢弦护管2-8通过注模的方式完全封装为一体的结构，不存在二次固定操作，通过模具保证测量装置与钢弦护管完全对正安装，且牢固可靠，不会出现偏心和脱离的可能；然后将与测量装置2-3集成的一体化的钢弦护管2-8装入保护壳体2-2内部，钢弦2-10两侧分别与左侧法兰2-1和右侧固定端2-4固定在一起，同时，将保护壳体2-2与右侧固定端2-4及钢弦护管2-8连接处采用低应力焊接技术完全密封焊接，使测量装置2-3，钢弦2-10、钢弦护管2-8、左侧法兰2-1及右侧固定端2-4组成一体化的应变感应和测量部件，该一体化的应变感应和测量部件位于保护壳体2-2内部，与外界完全隔绝，确保耐水压可靠。
如图3所示，隔断接头2-5位于右侧固定端2-4和右侧法兰2-14之间的空腔，并采用O型密封圈2-13和涂覆环氧胶的方式实现密封固定。隔断接头2-5左侧与测量装置芯线2-11连接，右侧与电缆芯线2-12连接，其作用是弦芯敏感部件与电缆之间起到隔离的作用，防止因电缆防水失效后，外部压力水通过电缆芯线护套进入弦芯敏感部件内部，导致仪器损坏。
电缆2-7采用标准电缆接头2-6固定在右侧法兰2-14上，确保电缆外部耐水压可靠。

Claims (2)

1.耐高压振弦式应变计，其特征在于，包括电缆接头，电缆，左侧法兰，右侧法兰，置于左侧和右侧法兰之间的保护壳体，置于保护壳体内部的测量装置、右端固定端、隔断接头、钢弦和钢弦护管；所述钢弦张拉于钢弦护管内部，并固定于左侧法兰和右侧固定端上；所述测量装置通过注塑模固定在钢弦护管上，与钢弦护管连接为一个整体结构；所述保护壳体，右侧固定端及钢弦护管连接处采用低应力密封焊接，使测量装置，钢弦、钢弦护管、左侧法兰及右侧固定端组成一体化的应变感应和测量部件；所述隔断接头位于右侧固定端和右侧法兰之间的空腔；所述隔断接头的左侧与测量装置芯线连接，所述隔断接头的右侧与电缆芯线连接；所述电缆采用电缆接头固定在右侧法兰上。
2.根据权利要求1所述的耐高压振弦式应变计，其特征在于，所述隔断接头采用O型密封圈和涂覆环氧胶的方式实现密封固定。
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