CN112033585A - 可焊接安装的应力传感装置 - Google Patents

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    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
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Abstract

本发明涉及可焊接安装的应力传感装置。应力传感装置包括：应力片安装板，位于应力片安装板上的第一应力片、第二应力片；所述应力片安装板包括：位于中部的空洞，空洞四周形成了第一应力片安装边、第一传力边、第二应力片安装边、第二传力边，沿X轴方向上延伸的第一延长段和第二延长段；本发明应力片安装板的特殊结构设计，实现了将整个应力片安装板在X轴方向上的应力变形都集中在应力片安装位置处，第一应力片和第二应力片的读数可以反映整个应力片安装板在X轴方向上的应力变形数值。

Description

可焊接安装的应力传感装置
技术领域：
本发明涉及金属材质结构件的应力监测技术，具体涉及可焊接安装的应力传感装置。
背景技术：
很多承载结构件的材质为金属，例如铁路轨道、船舶的船体、大型锻压机械等等，由于其承载的特殊性，在其上面安装应变片存在工艺上的困难，即安装工艺孔位置的选择和实施均需要严格的技术论证和审批，因为不当的钻孔会破坏很多承载结构件的使用寿命，更有甚者会造成设备的损毁。鉴于此，在金属材质结构件上安装应力片必须另辟蹊径，选择非开孔的工艺技术。因此，亟需设计一种可焊接安装的应力传感装置，解决应力片安装问题。
发明内容：
本发明目的是解决金属结构件应变片非开孔安装问题。具体技术方案如下：
可焊接安装的应力传感装置，包括：应变片安装板，位于应变片安装板上的第一应变片1、第二应变片2；所述应变片安装板包括：位于中部的空洞3，空洞四周形成了第一应变片安装边4、第一传力边5、第二应变片安装边6、第二传力边7，沿X轴方向上延伸的第一延长段8和第二延长段9；所述第一应变片安装边与第二应变片安装边沿X轴对称；所述第一传力边与第二传力边沿Y轴对称；所述第一应变片安装边和第二应变片安装边均是中间窄，随着向X轴的两边延伸逐渐变宽，所述第一应变片安装在第一应变片安装边的最窄处，所述第二应变片安装在第二应变片安装边的最窄处；第一应变片和第二应变片的中心位置连线正好与Y轴重合；所述第一延长段与第一传力边连接，所述第二延长段与第二传力边连接；所述第一延长段和第二延长段与被监测体固定连接。
所述应变片安装板的特殊结构设计，目的是让整个应变片安装板在X轴方向上的应力变形都集中在应变片安装位置处。
优选方案，还包括：一对连接扣；所述连接扣通过挂钩与第一延长段或第二延长段上的通孔连接，连接扣通过焊接与被监测体固定连接；所述连接扣包括：焊接底板11、立板12、顶板13、挂钩14；所述焊接底板通过焊接与被监测体固定连接；所述挂钩与通孔通过过盈配合连接；所述挂钩与通孔通过过盈配合连接。
本发明相对于现有技术的优点在于：
(一)应变片安装板的特殊结构设计，实现了将整个应变片安装板在X轴方向上的应力变形都集中在应变片安装位置处，第一应变片和第二应变片的读数可以反映整个应变片安装板在X轴方向上的应力变形数值。
(二)具有应力测试放大效应。传统的应变片安装好之后，应变片所测到的变形数值为应变片固定脚之间的应力变形数值，本发明应变片测到的变形数值为应变片安装板两端固定点之间的应力变形数值；当被监测工件发生微小应力形变后，传统的应变片可能由于形变数值太小或安装位置的偶然因素造成未能准确读取应变数值，但是本发明的应力传感装置将应变片的两端固定点距离大大拉长，同样的应变片，本发明的应变片可以读到更大的数值，实质上是使应力测试产生了放大效益，甚至提高了应变片的灵敏度。
(三)在本发明实施例中，增加了连接扣，连接扣与应变片安装板之间的接触面积较小，可以有效防止焊接产生的热量向应变片安装板、第一应变片和第二应变片传递，进一步减少了第一应变片和第二应变片引起的变形问题；而且，也延长了应变片两端固定点之间的距离，进一步放大了应变片的放大效应。
说明书附图：
图1是本发明应力传感装置结构示意图；图中，1代表第一应变片，2代表第二应变片，3代表空洞，4代表第一应变片安装边，5代表第一传力边，6代表第二应变片安装边，7代表第二传力边，8代表第一延长段，9代表第二延长段。
图2是本发明实施例中连接扣结构示意图；图中，11代表焊接底板，12代表立板，13代表顶板，14代表挂钩。
图3是图2的俯视图；图中，11代表焊接底板，12代表立板，13代表顶板。
图4是图2的仰视图；图中，11代表焊接底板，12代表立板，13代表顶板，14代表挂钩。
图5是本发明应力测试放大效应示意图；h的两端为第一应变片和第二应变片安装脚之间的距离，H代表本发明应变片安装板与被监测工件焊接点之间的距离；一般的应变片读数为h距离之间被监测工件的应变数值，本发明中同样的应变片，读数扩大为H距离之间被监测工件的应变数值，由于H的数值远大于h的数值，因此，产生了应力测试放大效应。
图6是本发明实施例中应力测试放大效应示意图；增加了连接扣，连接扣与应变片安装板之间的接触面积较小，可以有效防止焊接产生的热量向应变片安装板、第一应变片和第二应变片传递，进一步减少了第一应变片和第二应变片引起的变形问题；同时也延长了应变片两端固定点之间的距离，进一步提升了应变片的放大效应。
具体实施方式：
实施例：
可焊接安装的应力传感装置，包括：应变片安装板，位于应变片安装板上的第一应变片1、第二应变片2，一对连接扣；所述应变片安装板的材质为铝合金，所述连接扣的材质为不锈钢，这两种材料的弹性模量比较大，可以反复受力而不变形，同时二者的刚度差别较大，能够将应力集中到应力安装片位置；所述应变片安装板包括：位于中部的空洞3，空洞四周形成了第一应变片安装边4、第一传力边5、第二应变片安装边6、第二传力边7，沿X轴方向上延伸的第一延长段8和第二延长段9；所述第一应变片安装边与第二应变片安装边沿X轴对称；所述第一传力边与第二传力边沿Y轴对称；所述第一应变片安装边和第二应变片安装边均是中间窄，随着向X轴的两边延伸逐渐变宽；所述第一应变片安装在第一应变片安装边的最窄处，第一应变片的安装脚通过螺钉与第一应变片安装边固定；所述第二应变片安装在第二应变片安装边的最窄处，第二应变片的安装脚通过螺钉与第二应变片安装边固定；第一应变片和第二应变片的中心位置连线正好与Y轴重合；所述第一延长段与第一传力边连接，所述第二延长段与第二传力边连接；所述连接扣通过挂钩与第一延长段或第二延长段上的通孔通过过盈配合连接，连接扣通过焊接与被监测体固定连接；所述连接扣包括：焊接底板11、立板12、顶板13、挂钩14；所述焊接底板通过焊接与被监测体固定连接。

Claims (4)

1.可焊接安装的应力传感装置，其特征在于，包括：应变片安装板，位于应变片安装板上的第一应变片(1)、第二应变片(2)；所述应变片安装板包括：位于中部的空洞(3)，空洞四周形成了第一应变片安装边(4)、第一传力边(5)、第二应变片安装边(6)、第二传力边(7)，沿X轴方向上延伸的第一延长段(8)和第二延长段(9)；所述第一应变片安装边与第二应变片安装边沿X轴对称；所述第一传力边与第二传力边沿Y轴对称；所述第一应变片安装边和第二应变片安装边均是中间窄，随着向X轴的两边延伸逐渐变宽，所述第一应变片安装在第一应变片安装边的最窄处，所述第二应变片安装在第二应变片安装边的最窄处；第一应变片和第二应变片的中心位置连线正好与Y轴重合；所述第一延长段与第一传力边连接，所述第二延长段与第二传力边连接；所述第一延长段和第二延长段与被监测体固定连接。
2.根据权利要求1所述可焊接安装的应力传感装置，其特征在于，还包括：一对连接扣；所述连接扣通过挂钩与第一延长段或第二延长段上的通孔连接，连接扣通过焊接与被监测体固定连接；所述连接扣包括：焊接底板(11)、立板(12)、顶板(13)、挂钩(14)；所述焊接底板通过焊接与被监测体固定连接；所述挂钩与通孔通过过盈配合连接。
3.根据权利要求1或2所述可焊接安装的应力传感装置，其特征在于，所述应变片安装板的材质为铝合金。
4.根据权利要求3所述可焊接安装的应力传感装置，其特征在于，所述焊接底板的材质为不锈钢。
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