CN107727019A - 一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，包括第一端块、第二端块、钢弦、筒体和感应装置，所述钢弦设置在筒体内，钢弦一端与第一端块连接，钢弦另一端与第二端块连接；所述筒体两端分别与第一端块和第二端块连接；所述感应装置安装在筒体上，设置在钢弦外侧；所述筒体上设有至少一段螺旋部件，螺旋部件采用合金钢制成。通过在筒体上设计螺旋部件，在受到冲击时可将外部冲击转化为弹性势能，也可阻止钢弦的侧向偏移，起到保护钢弦的作用。无需使用基座就可运输和保存，成本低，耐冲击，使用操作方便，密封性好，环境适应性强，适合工程上的广泛使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种应变传感器，具体涉及一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器。
背景技术
振弦式应变传感器利用振弦原理来测量，即：将待测元件的应变转换为钢弦振动频率的变化，通过感应装置输出钢弦频率的变化从而得知待测元件的应变。振弦式应变传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、受电参数影响小，零点漂移小，受温度影响小等特点，故而广泛应用于桥梁、铁路、水电大坝等工程领域的混凝土及钢结构的应变测量和检测。
传统的振弦式应变传感器在端块受到侧向冲击力时，钢弦易发生偏移，致使钢弦可能摩擦或碰撞到筒体，从而导致钢弦受损，影响振弦式传感器的测量结果，抗冲击性较差。为了保护振弦式应变传感器内部的钢弦，如图1所示，传统的振弦式传感器在出厂之前需要将振弦式传感器本体21通过紧固件固定在基座20上，使振弦式传感器两端的安装面连接在一起，整体构成一个刚性体，以保证在运输及保存过程中振弦式传感器能抵抗外界冲击，提高了额外的成本。使用者在使用时需将此基座20拆下，重新安装上与被测元件连接的安装座进行测量，对于使用者而言，该过程比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器。通过在筒体上增加一体式螺旋部件结构，使其在受到强冲击时可以将外部的动能转化为弹性势能，使振弦式传感器钢弦受到外界冲击的影响小，不影响振弦式传感器的性能。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，包括第一端块、第二端块、钢弦、筒体和感应装置，所述钢弦设置在筒体内，钢弦一端与第一端块连接，钢弦另一端与第二端块连接；所述筒体两端分别与第一端块和第二端块连接；所述感应装置安装在筒体上，设置在钢弦外侧；所述筒体上设有一段螺旋部件，螺旋部件采用合金钢制成。
优选的，还包括夹头块和夹头，钢弦一端通过夹头块与第一端块连接，钢弦另一端通过夹头与第二端块连接。
优选的，所述夹头块和夹头分别与筒体内孔两端配合，配合位置有径向固定孔，通过紧固件固定夹头块和夹头。
优选的，所述螺旋部件设置在筒体上，夹头块和夹头安装位之间。
优选的，还包括套筒，套筒的一端与第一端块连接，套筒的另一端与第二端块连接，筒体、钢弦和螺旋部件设置在套筒内。
优选的，所述筒体上的感应装置的安装位为径向圆柱孔。
优选的，所述的感应装置的输出电缆线由第二端块中心内孔引出，并通过锁紧件固定在第二端块上；所述输出电缆线的引出位通过第五密封圈密封，并由锁紧件压紧。
优选的，还包括第一连接座和第二连接座，第一端块与第一连接座连接，第二端块与第二连接座连接。
优选的，筒体和螺旋部件可以采用一体成型；也可以采用采用分体式结构。
优选的，所述的第一端块与套筒的配合面间设置至少一密封圈，第二端块与套筒的配合面间设置至少一密封圈。
优选的，所述螺旋部件由65Mn材料制成。
优选的，所述螺旋部件由40Cr材料制成。
本发明的有益效果是：
1）在冲击环境下，一方面，筒体上的螺旋部件通过将外界动能转化为势能，保证振弦式传感器不受损坏，特别是内部的钢弦不受损坏，起到保护振弦式传感器的作用；另一方面，采用本专利结构可以有效防止在运输、安装过程中振弦式传感器受到碰撞、冲击而使钢弦发生偏移损坏的问题。正常使用时，螺旋部件紧作为钢弦的外套，并不影响钢弦的正常工作，不会影响振弦式传感器的测量精度。
2）通过设置在筒体上的螺旋部件结构，相较于传统的振弦式传感器而言，在运输及保存过程中可以不用将振弦式传感器固定在基座上。对于生产厂家而言节约了材料成本和人力成本，对于使用者而言，使用更方便快捷。
3）将筒体、钢弦、夹头、夹头块及感应装置置于套筒内部，使振弦式传感器结构更紧凑，采用密封圈密封，增加了振弦式传感器的密封性，可以保证内部元件不受外界物质的影响，提高了振弦式传感器的性能稳定性和使用寿命。
4）此款振弦式应变传感器不仅可以在一般使用环境使用，而且可以在冲击环境、污染严重的环境中使用，环境适应性强，提高了振弦式传感器的使用范围，同时在生产商对此款振弦式应变传感器进行检验的过程中不易引起产品的损坏，可满足全检的要求以提高客户端产品的合格率。
附图说明
图1为传统振弦式传感器结构示意图；
图2为具有弹性保护结构的应变式传感器剖视图；
图中，1-第一端块，2-夹头块，3-第二密封圈，4-套筒，5-筒体，6-感应装置，7-钢弦，8-紧固件，9-夹头，10-第二端块，11-第二连接座，12-第五密封圈，13-锁紧件，14-输出电缆线，15-第一连接座，16-螺旋部件，17-第一密封圈，18-第三密封圈，19-第四密封圈，20-基座，21-振弦式传感器本体。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图2所示，一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，包括第一端块1、第二端块10、钢弦7、筒体5和感应装置6，钢弦7设置在筒体5内，钢弦7一端与第一端块1连接，钢弦7另一端与第二端块10连接；所述筒体5两端分别与第一端块1和第二端块10连接；所述感应装置6安装在筒体5上，设置在钢弦7外侧；所述筒体5上设有一段螺旋部件16，螺旋部件16采用合金钢制成，螺旋部件16在受到侧向冲击时能保持很高的刚度，在端块受到侧向冲击力时，钢弦不易发生偏移，在运输和安装过程中能够很好地保护钢弦。而螺旋部件16在筒体5的轴向上具有弹性，不会影响振弦式传感器的正常测量及精度。
作为优选的，还包括夹头块2和夹头9，钢弦7一端通过夹头块2与第一端块1连接，钢弦7另一端通过夹头9与第二端块10连接。
作为优选的，钢弦7轴线与筒体5轴线重合。
作为优选的，夹头块2和夹头9分别与筒体5内孔两端配合，配合位置有径向固定孔，通过紧固件8固定夹头块2和夹头9。
作为优选的，螺旋部件16设置在筒体5上，夹头块2和夹头9安装位之间。
作为优选的，螺旋部件16和筒体5一体成型，也可采用分体式结构。一体成型的优势在于组装简单，分体式结构优选采用螺纹连接，螺旋部件16的两端连接在筒体5上，在长期使用中方便更换螺旋部件16，拆装方便，节省了维修成本。
作为优选的，所述筒体5上的感应装置6安装位为径向圆柱孔。
作为优选的，感应装置6的输出电缆线14由第二端块10中心内孔引出，并通过锁紧件13固定在第二端块10上；所述输出电缆线14的引出位通过第五密封圈12密封，并由锁紧件13压紧。
作为优选的，还包括第一连接座15和第二连接座11，第一端块1与第一连接座15连接，第二端块10与第二连接座11连接。
作为优选的，第一端块1可与第一连接座15一体成型，第二端块10可与第二连接座11一体成型。
作为优选的，还包括套筒4，套筒4的一端与第一端块1连接，套筒4的另一端与第二端块10连接，筒体5、钢弦7和螺旋部件16设置在套筒4内。
作为优选的，第一端块1与套筒4的配合面间采用第一密封圈17和第二密封圈3密封，第二端块10与套筒4的配合面间采用第三密封圈18和第四密封圈19密封。
作为优选的，螺旋部件16可采用 65Mn、40Cr等材料制成。
一般厂家标定批量传感器产品时，通常只是在一批产品中抽出几个进行标定，其余同批次产品都按此参数标定，因传感器个体差异，这种标定方式往往误差较大。而我们对每一个传感器都进行严格的实测标定，从而可保证每一个传感器的测量准确度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：包括第一端块（1）、第二端块（10）、钢弦（7）、筒体（5）和感应装置（6），所述钢弦（7）设置在筒体（5）内，钢弦（7）一端与第一端块（1）连接，钢弦（7）另一端与第二端块（10）连接；所述筒体（5）两端分别与第一端块（1）和第二端块（10）连接；所述感应装置（6）安装在筒体（5）上，设置在钢弦（7）外侧；所述筒体（5）上设有至少一段螺旋部件（16），螺旋部件（16）采用合金钢制成。
2.根据权利要求1所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：还包括夹头块（2）和夹头（9），钢弦（7）一端通过夹头块（2）与第一端块（1）连接，钢弦（7）另一端通过夹头（9）与第二端块（10）连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：所述夹头块（2）和夹头（9）分别与筒体（5）内孔两端配合，配合位置有径向固定孔，通过紧固件（8）固定夹头块（2）和夹头（9）。
4.根据权利要求2或3所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：螺旋部件（16）设置在筒体（5）上，夹头块（2）和夹头（9）安装位之间。
5.根据权利要求1所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：所述筒体（5）上的感应装置（6）的安装位为径向圆柱孔。
6.根据权利要求1所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：所述的感应装置（6）的输出电缆线（14）由第二端块（10）中心内孔引出，并通过锁紧件（13）固定在第二端块（10）上；所述输出电缆线（14）的引出位通过第五密封圈（12）密封，并由锁紧件（13）压紧。
7.根据权利要求1所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：还包括套筒（4），套筒（4）的一端与第一端块（1）连接，套筒（4）的另一端与第二端块（10）连接，筒体（5）、钢弦（7）和螺旋部件（16）设置在套筒（4）内。
8.根据权利要求7所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：所述的第一端块（1）与套筒（4）的配合面间设置至少一密封圈，第二端块（10）与套筒（4）的配合面间设置至少一密封圈。
9.根据权利要求1所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：所述螺旋部件（16）由65Mn材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种具有弹性保护结构的振弦式应变传感器，其特征在于：所述螺旋部件（16）由40Cr材料制成。
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