CN2751282Y - 钢板应变计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钢板应变计，其具有一主体，该主体中部为一中空管，中空管两端分别为凸出中空管的腔体，在腔体中与中空管的交界处形成卡台，两腔体的端部均设有安装口，在中空管中部一侧垂直延伸出一与中空管相通的立管，立管上部具有一出线口；二夹弦柱，紧密嵌置于腔体内部，并分别卡设于卡台上，夹弦柱的外端置于安装口的里侧；一钢弦，穿置于中空管内，两端通过紧固装置绷紧固定在夹弦柱上；在夹弦柱端部至安装口之间设有密封层；一传感器，通过密封材料封设于立管中，其铁芯端部与钢弦之间留有间隙，输出信号线从立管上方的出线口引出。本实用新型具有输出信号稳定、可靠，不受环境温、湿度影响，结构简单、体积小等特点。

Description

钢板应变计

技术领域

本实用新型涉及一种钢结构震动测量装置，具体地说是一种钢板应变计。

背景技术

长期以来，国内地下工程的钢支撑及钢结构使用铂电阻应变片来检测钢弦的松驰率，铂电阻应变片对环境的要求比较严格，不能潮湿、不能浇筑混凝土，也不适于长期观测，受气候、温湿度及电缆导线的影响，测量值的误差太大，这也是长期困绕土木工程专家的难题。例如京九铁路中的大窑山隧道由于采用传统的铂电阻应变片，没有及时测试出隧道形变，对钢支撑进行有效临控，使隧道塌方，给国家造成巨大损失。现有技术中的钢弦式应变计，体积较大，管壁厚，因此检测范围较小，也没有专门的密封空间，密封效果差，尤其是其传感器部分完全没有密封，由于大部分检测仪器都工作在恶劣的环境中，这种密封将导致传感器不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不受环境温湿度影响、可长期观测使用的钢板应变计。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

包括，一主体，其中部为一中空管，该中空管的两端分别为凸出中空管的腔体，腔体的内径大于中空管管壁内径，在腔体中与中空管的交界处形成一卡台，两腔体的端部均设有安装口，在中空管中部一侧垂直延伸出一与中空管相通的立管，立管上部具有一出线口；二夹弦柱，夹弦柱紧密嵌置于腔体内部，并分别卡设于两个腔体内部的卡台上，夹弦柱的外端置于安装口的里侧；一钢弦，穿置于中空管内，两端通过固紧装置绷紧固定在夹弦柱上；在夹弦柱端部至安装口之间设有密封层；一传感器，固定安装于立管内，其为一磁通方向与钢弦垂直的带有线圈的铁芯，铁芯端部与钢弦之间留有间隙，线圈的抽头即为输出信号线，该输出信号线从立管上方的出线口引出；传感器通过密封材料封设于立管中。

所述夹弦柱，其为一柱体，柱体的一端带有一凸台；在柱体远离凸台的另一端中部，沿柱体轴线方向设有一夹弦缝，夹弦缝径向贯穿柱体；从凸台外侧沿柱体中部的轴线方向开设一钢弦孔，钢弦孔与夹弦缝相通；在夹弦缝底部与钢弦孔交界处、垂直于夹弦柱轴线方向的柱体上，设有一与夹弦缝及钢弦孔相通的方便加工的孔。

本实用新型的有益效果是；

1.输出信号稳定、可靠，不受环境温、湿度影响。本实用新型检测元件采用40铬，测试数据稳定，且整体装置于弹性管中，并经过良好密封，使检测灵敏度不受环境温湿度影响，使用的温度范围为-20～60C，并可长期使用，为设计施工单位提供第一手可靠数据，解决了地下钢结构无法测量受力形变的难题。

2.输出信号稳定，测量范围大，灵敏度高。本实用新型的最大测量范围可达到1000微应变，其灵敏度为1微应变，经测试，本实用新型的综合线性指标达到1.4％，比旧式钢弦应变计综合线性指标2.5％提高了1.1个百分点。

3.结构简单、体积小。本实用新型的总长度仅为50mm或75mm，小巧轻便，易于安装调试。

4.应用广泛。本实用新型适于建筑、隧道、桥涵、地下铁路及其他工程的钢结构使用。

附图说明

图1为本实用新型总体结构图；

图2为本实用新型夹弦柱结构示意图；

图3为图2的左视图。

具体实施方式

本实用新型包括：一主体，其中部为一中空管8，该中空管8的两端分别为凸出中空管8的腔体1，腔体1的内径大于中空管8管壁内径，在腔体1中与中空管8的交界处形成一卡台，两腔体1的端部均设有安装口4，在中空管8中部一侧垂直延伸出一与中空管8相通的立管13，立管13上部具有一出线口14；夹弦柱2，夹弦柱2的大小恰好可紧密嵌置于腔体1内部，并分别卡设于两个腔体1内部的卡台上，两个夹弦缝23的缝口相对，缝口之间即为中空管8，夹弦柱2的外端置于安装口4的里侧；一钢弦3，穿置于中空管8内，两端从夹弦柱2的夹弦缝23及钢弦孔24穿出，并通过固紧装置绷紧固定在夹弦柱2上；在夹弦柱2端部至安装口4之间设有密封层；一传感器，固定安装于立管13内，传感器的铁芯位于钢弦3中部上方，其为一磁通方向与钢弦3垂直的带有线圈6的铁芯5，铁芯5端部与钢弦3之间留有间隙，线圈6的抽头即为输出信号线12，该输出信号线12从立管13上方的出线口14引出主体外；传感器通过密封材料封设于立管13中；夹弦柱2为一柱体21，柱体21的一端带有一凸台22；在柱体21远离凸台22的另一端中部，沿柱体21轴线方向设有一夹弦缝23，夹弦缝23径向贯穿柱体21缝底深度至接近柱体21根部且不能使其根部在外力作用下沿该夹弦缝23深度方向断裂的位置；从凸台22外侧沿柱体21中部的轴线方向开设一钢弦孔24，钢弦孔24深度至与夹弦缝底深相交处与夹弦缝相通；在夹弦缝23底部与钢弦孔24交界处、垂直于夹弦柱2轴线方向的柱体21上，设有一与夹弦缝23及钢弦孔24相通的方便加工的孔25；夹弦柱2的端部设有可方便安装的一字形凹槽或十字形凹槽；固紧装置是指在腔体1的外壁上设有径向的螺纹通孔，一紧定螺钉9旋置于该通孔中，紧定螺钉上端部设有密封材料；在铁芯5外套设一线圈架7，线圈6缠绕于线圈架7上；在出线口14内侧、传感器线圈6的上部设有一接线板10，线圈6的抽头通过该接线板10接至外接导线，形成输出信号线12，该接线板10与传感器一起封置于立管13内；在出线口14的最上端加设一密封盖11；中空管8为钢质弹性管。

本实用新型设计为振弦式结构，根据钢弦震动应变原理，当弹性管件随其所附着的钢结构受到外力作用时，具有钢质弹性的中空管8内部已固定松紧的钢弦长度就会发生微量变化，通过振弦频率检测仪检测时发出的电流，激振电磁线圈，产生磁场，用电磁线圈激拨钢弦并通过测量钢弦的共振频率测出钢弦的松驰率，当钢板应变计受压时，钢弦就松驰，切割磁力线的频率就衰减，因而钢弦的张力及输出频率也就发生变化，用变化后的数据与出厂标定表系数计算，再用反推的方法推算出钢板应变计的受力情况，从而反映出钢结构变形情况。

本实用新型根据用户需要焊接两芯屏蔽电缆，并封好密封胶，经调试、标定后出厂。使用时，先将本实用新型用胶或点焊方式固定安装在待测的钢结构表面，其信号输出端经两芯屏蔽电缆接至二次仪表即振弦频率检测仪的接线端子上，经调试正常后即可投入使用。

Claims (9)

1.一种钢板应变计，其特征在于：包括，

一主体，其中部为一中空管(8)，该中空管(8)的两端分别为凸出中空管(8)的腔体(1)，腔体(1)的内径大于中空管(8)管壁内径，在腔体(1)中与中空管(8)的交界处形成卡台，两腔体(1)的端部均设有安装口(4)，在中空管(8)中部一侧垂直延伸出一与中空管(8)相通的立管(13)，立管(13)上部具有一出线口(14)；

二夹弦柱(2)，夹弦柱(2)紧密嵌置于腔体(1)内部，并分别卡设于两个腔体(1)内部的卡台上，夹弦柱(2)的外端置于安装口(4)的里侧；

一钢弦(3)，穿置于中空管(8)内，两端通过固紧装置绷紧固定在夹弦柱(2)上；在夹弦柱(2)端部至安装口(4)之间设有密封层；

一传感器，固定安装于立管(13)内，其为一磁通方向与钢弦(3)垂直的带有线圈(6)的铁芯(5)，铁芯(5)端部与钢弦(3)之间留有间隙，线圈(6)的抽头即为输出信号线(12)，该输出信号线(12)从立管(13)上方的出线口(14)引出；传感器通过密封材料封设于立管(13)中。

2.按照权利要求1所述的钢板应变计，其特征在于：所述夹弦柱(2)，其为一柱体(21)，柱体(21)的一端带有一凸台(22)；在柱体(21)远离凸台(22)的另一端中部，沿柱体(21)轴线方向设有一夹弦缝(23)，夹弦缝(23)径向贯穿柱体(21)；从凸台(22)外侧沿柱体(21)中部的轴线方向开设一钢弦孔(24)，钢弦孔(24)与夹弦缝相通。

3.按照权利要求2所述的钢板应变计，其特征在于：在夹弦缝(23)底部与钢弦孔(24)交界处、垂直于夹弦柱(2)轴线方向的柱体(21)上，设有一与夹弦缝(23)及钢弦孔(24)相通的方便加工的孔(25)。

4.按照权利要求2所述的钢板应变计，其特征在于：所述夹弦柱(2)的端部设有可方便安装的一字形凹槽或十字形凹槽。

5.按照权利要求1所述的钢板应变计，其特征在于：所述固紧装置是指在腔体(1)的外壁上设有径向的螺纹通孔，一紧定螺钉(9)旋置于该通孔中。

6.按照权利要求1所述的钢板应变计，其特征在于：在铁芯(5)外套设一线圈架(7)，线圈(6)缠绕于线圈架(7)上。

7.按照权利要求1所述的钢板应变计，其特征在于：在出线口(14)内侧、线圈(6)的上部设有一接线板(10)，线圈(6)的抽头通过该接线板(10)接至外接导线，形成输出信号线(12)，该接线板(10)与传感器一起封置于立管(13)内。

8.按照权利要求1或7所述的钢板应变计，其特征在于：在出线(14)的最上端加设一密封盖(11)。

9.按照权利要求1所述的钢板应变计，其特征在于：所述中空管(8)为钢质弹性管。

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