CN102207366A - 应变传感器结构及安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了应变传感器结构及安装方法，其特征在于包括上盖板和下盖板，上盖板和下盖板之间安装弹性体，在该弹性体与上、下盖板之间的空间内设置有硅胶密封层，硅胶密封层内部安装应变计。本发明充分利用防护材料优越的物理化学性能，隔离了应变计与外界的接触，底层硅胶通过工艺性挤压后组织更为紧密，保证了应变计在复杂环境中正常工作。本发明的结构适用于多种安装方式，可以根据安装环境的不同灵活变换。

Description

应变传感器结构及安装方法
技术领域
本发明涉及应变传感器，主要运用于测量船舶、潜水器等特殊结构。
背景技术
应变传感器可用于检测和监测建筑、桥梁、大型设备等的结构应变，应变传感器提供的数据十分重要，能提高被测结构物的使用寿命、排除安全隐患。当被测物属于船舶、海洋平台等复杂结构时，现有的应变传感器无法满足长期测量要求，主要原因在于其粘贴安装方式的长期测量可靠性较差，影响测量精度。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，申请人进行研究和改进，提供了可实现长期测量的应变传感器结构及安装方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明包括上盖板和下盖板，上盖板和下盖板之间安装弹性体，在该弹性体与上、下盖板之间的空间内设置有硅胶密封层，硅胶密封层内部安装应变计。进一步的方案在于上、下盖板之间的左右两侧分别设置弹性体，其中一侧的弹性体与上、下盖板固连，另一侧的弹性体与上下盖板之间留有间隙；弹性体的材质为铝合金。
本发明同时公开一种应变传感器的安装方法，其特征在于使用一个安装胎具，安装胎具与应变传感器的底面尺寸相同，安装胎具上设置通孔，通孔与所述应变传感器上的安装孔位置相对应；安装时的具体步骤如下：（一）、以安装胎具为模板，在被测结构物上制作安装孔，（二）、将应变传感器与被测结构物通过螺栓连接。
本发明还包括两个侧装块，左右两侧的弹性体上分别设置侧装孔，侧装块上设置与所述侧装孔对应的安装孔，所述左右两侧的弹性体分别与安装孔通过螺钉连接。上述结构安装时使用一个安装胎具，所述安装胎具与应变传感器的底面尺寸相同，安装胎具上设置侧装孔，安装胎具上的侧装孔位置与所述左右两侧的弹性体上的侧装孔位置相对应；安装时的具体步骤如下：（一）、将侧装块通过螺钉与所述安装胎具连接，（二）、将侧装块与被测结构物焊接固定，（三）、待焊接冷却后、拆除安装胎具，（四）、将所述应变传感器结构与侧装块通过螺钉连接。
本发明的技术效果在于：本发明充分利用防护材料优越的物理化学性能，隔离了应变计与外界的接触，底层硅胶通过工艺性挤压后组织更为紧密，保证了应变计在复杂环境中正常工作。本法明的结构适用于多种安装方式，可以根据安装环境的不同灵活变换。
附图说明
图1为应变传感器结构示意图，图中部分剖视。
图2为图1的俯视图，图中部分剖视。
图3为图1的左视图。
图4为安装胎具的结构示意图。
图5为图4的左视图。
具体实施方式
见图1至图3，本发明首先公开了一种应变传感器结构，其包括上盖板4和下盖板11，上盖板4和下盖板11之间的左右两侧分别设置弹性体3和弹性体8，弹性体3和弹性体8可选用低弹性模量的材质，本发明采用的是铝合金材质，弹性体3和弹性体8直接与被测结构物12上的有效监测面积接触，当被测部位受力变形时，弹性体3和弹性体8作为应变元件能随之一起产生大于结构本身的形变，产生一个高品质的应变场，电阻应变片变形后，阻值也随之发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号。即可精确计算出被测部位变形的大小。
见图1，弹性体3和弹性体8之间与被测结构物12固定连接，其连接关系由后文详述。其中区别点在于，弹性体3和上盖板4、下盖板11之间存在间隙，并非直接接触，而弹性体8则分别通过螺钉7、螺钉10与上盖板4、下盖板11固定连接；如此的结构设计可以使弹性体3和弹性体8精确的反应被测结构物12的拉伸变形。
从图1中可以看出，弹性体3、弹性体8与上盖板4、下盖板11之间形成一个封闭空间，应变计5处于该封闭空间内部，应变计5的左右两端分别与弹性体3、弹性体8连接。本发明在应变计5的外围注入硅胶，形成硅胶密封层6，隔离了应变计5与外围的接触，能确保应变计5在复杂环境中正常工作。见图2，上盖板4上端设置引出线导孔15。
本发明还包括一个安装胎具16，与应变传感器的底面尺寸（即弹性体3左端与弹性体8右端之间的间距）相同，安装胎具16的设置左右两个通孔18，同时弹性体3、弹性体8上的垂直方向皆设置通孔13，前述左右两个通孔18在安装胎具16上的相对位置与分别与通孔13在弹性体3、弹性体8上的相对位置相对应。
本发明在实际运用过程中，传感器与被测结构物12可以通过垂直安装或者水平侧向安装的方式进行连接。
1）垂直安装
首先以安装胎具16为模板，在被测结构物12上制作与通孔13相对应的安装孔19，然后将弹性体3、弹性体8与被测结构物12通过螺栓连接。
2）水平侧向安装
水平侧向安装时首先需要利用侧装块1和侧装块9，所述左右两侧的弹性体3、弹性体8上分别设置侧装孔2，侧装块1和侧装块9上设置安装孔14，安装孔14在侧装块1、侧装块9上的相对位置与侧装孔2在弹性体3、弹性体8上的相对位置对应。
安装时的具体过程如下：（一）、将侧装块1和侧装块9通过螺钉与安装胎具16的安装孔17连接，（二）、将侧装块1、侧装块9与被测结构物12焊接固定，（三）、待焊接冷却后、拆除安装胎具16，（四）、将弹性体3、弹性体8分别与与侧装块1、侧装块9通过螺钉连接。

Claims (6)

1.应变传感器结构，其特征在于包括上盖板和下盖板，所述上盖板和下盖板之间安装弹性体，在该弹性体与上、下盖板之间的空间内设置有硅胶密封层，所述硅胶密封层内部安装应变计。
2.根据权利要求1所述的应变传感器结构，其特征在于所述上、下盖板之间的左右两侧分别设置弹性体，其中一侧的弹性体与上、下盖板固连，另一侧的弹性体与上下盖板之间留有间隙。
3.根据权利要求1或2所述的应变传感器结构，其特征在于所述弹性体的材质为铝合金。
4.一种应变传感器的安装方法，其特征在于使用一个安装胎具，所述安装胎具与应变传感器的底面尺寸相同，所述安装胎具上设置通孔，所述通孔与所述应变传感器上的安装孔位置相对应；安装时的具体步骤如下：（一）、以安装胎具为模板，在被测结构物上制作安装孔，（二）、将应变传感器与被测结构物通过螺栓连接。
5.根据权利要求1或2所述的应变传感器结构，其特征在于还包括两个侧装块，所述左右两侧的弹性体上分别设置侧装孔，所述侧装块上设置与所述侧装孔对应的安装孔，所述左右两侧的弹性体分别与安装孔通过螺钉连接。
6.一种应用于权利要求5所述的应变传感器结构的安装方法，其特征在于使用一个安装胎具，所述安装胎具与应变传感器的底面尺寸相同，所述安装胎具上设置侧装孔，所述安装胎具上的侧装孔位置与所述左右两侧的弹性体上的侧装孔位置相对应；安装时的具体步骤如下：（一）、将侧装块通过螺钉与所述安装胎具连接，（二）、将侧装块与被测结构物焊接固定，（三）、待焊接冷却后、拆除安装胎具，（四）、将所述应变传感器结构与侧装块通过螺钉连接。
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