CN201527267U - 便于维护更新的结构应变传感器布设底座 - Google Patents

Abstract

本实用新型属桥梁结构健康监测技术领域，具体涉及一种便于维护更新的结构应变传感器布设底座。由第一螺杆、支架、分度盘、第一夹具、第二螺杆和第二夹具组成，支架呈L型结构，由横板和竖板组成，竖板上设有螺纹孔，第一螺杆旋入该螺纹孔内，另一端插入分度盘内，横板上固定有滑动导向板，第一夹具下部开槽，第一夹具开槽部位插入滑动导向板内，第一夹具能沿着滑动导向板来回移动，第二螺杆一端旋入第一夹具螺纹孔内，另一端连接分度盘，第一螺杆与第二螺杆同轴；第二夹具位于第一夹具一侧。本实用新型使光纤光栅应变传感器在布设中预加拉力方便且精度易控制；若传感器损坏，可以在原测点更换传感器，避免重新安装传感器对结构造成不必要的损伤。

Description

便于维护更新的结构应变传感器布设底座

技术领域

本实用新型属于桥梁结构健康监测技术领域，具体涉及一种便于维护更新的结构应变传感器布设底座。

背景技术

大跨度桥梁的使用期长达几十年、甚至上百年，各种灾害因素的耦合作用将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，极端情况下引发灾难性的突发事故。大型桥梁结构急需采用有效的手段监测和评定其安全状况、修复和控制损伤，以确保结构的安全性、完整性、适用性与耐久性，并为研究结构服役期间的损伤变化规律提供有效的、直接的方法。

我国正处于大规模基础设施建设时期，许多世界瞩目的大型桥梁已经建成或正在规划建设之中。重大工程建设和安全运行的需求也为重大工程结构健康监测系统的研究、开发与应用提供了广阔的平台和前所未有的机遇，例如，近几年完成建设的润扬大桥、东海大桥、杭州湾跨海大桥，苏通大桥都建立了不同规模的桥梁结构健康监测系统。

随着越来越多大型桥梁结构健康监测系统的建立，一些问题亦逐渐暴露出来，其中结构健康监测系统本身的健康状态是桥梁管理部门最关心的问题之一。从硬件构成上看，结构健康监测系统是由传感器子系统和数据采集传输子系统构成的复杂系统。为确保这样的大型复杂系统始终保持良好的工作状态，从而获得准确可靠的结构健康状态的信息，对健康监测系统尤其是传感器子系统进行精心的维护和必要的更新是不可或缺的。目前，结构健康监测系统的方案设计在系统后期维护和更新方面尚未给予充分的重视。本实用新型旨在解决在结构健康监测中大量应用的应变传感器的更换问题，当应变传感器损坏或不正常工作时应用该方法可以方便快捷地对传感器进行更换，并可以以很高的精度保持监测数据的连续性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种便于维护更新的结构应变传感器布设底座。

本实用新型提出的便于维护更新的结构应变传感器布设底座，由第一螺杆1、支架2、分度盘3、第一夹具4、第二螺杆5和第二夹具6组成，支架2呈L型结构，由横板7和竖板8连接组成，竖板8上设有螺纹孔，第一螺杆1旋入该螺纹孔内，另一端插入分度盘3内，横板7上固定有滑动导向板9，第一夹具4下部开槽，第一夹具4的开槽部位插入滑动导向板9内，且第一夹具4能沿着滑动导向板9来回移动，第二螺杆5一端旋入第一夹具4的螺纹孔内，另一端连接分度盘3，且第一螺杆1与第二螺杆5同轴；第二夹具6位于第一夹具4一侧。

本实用新型中，第一螺杆1与第二螺杆5的螺距不同，通过旋转分度盘可以高精度地改变第一夹具4和第二家具6之间的距离。

本实用新型中，横板7上设有标尺。

本实用新型中，第一夹具4和第二夹具6顶部均设有缺口，用于连接应变传感器。

本实用新型的作用是对应变传感器进行加载，使应变传感器发生期望的应变，并记录布设完成后传感器开始工作时刻的初始长度。

本实用新型的有益效果在于：

1、使光纤光栅应变传感器在布设过程中预加拉力更方便且精度容易控制；

2、若传感器损坏，可以在原测点更换传感器，避免重新安装传感器对结构造成不必要的损伤；

3、更换传感器后，保持监测数据的连续性，使得后续的应变监测数据能够反映结构应力水平，而不仅仅是相对于更换时刻的应力大小的波动。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图中标号：1为第一螺杆，2为支架，3为分度盘，4为第一夹具，5为第二螺杆，6为第二夹具，7为横板，8为竖板，9为滑动导向板。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。

实施例1：

第一螺杆1和第二螺杆5的长度均为60mm，第一螺杆的螺纹规格为M10×1.5-4h，第二螺杆的螺纹规格为M10×1.25-4h。

分度盘3为半径40mm的圆盘，其边缘厚度为8mm，圆盘中央两侧的螺母突出8.4mm，分度盘3两侧的内螺纹的规格分别为M10×1.5-4H及M10×1.25-4H。

支架2为“L”型结构，由横板7和竖板8组成。横板7长度为110mm，其横截面为等腰梯形，中间矩形宽50mm/高10mm，两侧等腰直角三角形的直角边长10mm。横板上设置的滑动导向板9宽4mm/高15mm。竖板8的厚度为20mm，沿其高度方向，下部为矩形宽50mm/高55mm，上部为半圆形半径25mm，在半圆圆心处开有规格为M10×1.5-4H的螺纹孔。

第一夹具4的厚度为20mm，沿其高度方向，下部为宽50mm/高55mm的矩形，上部为半径是25mm的半圆形，在半圆圆心处开有规格为M10×1.25-4H的螺纹孔。第一夹具4顶部开有卡槽，卡槽的具体尺寸依传感器而定，底部开有与滑动导向板配合的滑槽，滑槽宽5mm、深18mm。

第二夹具6的厚度为20mm，沿其高度方向底部为等腰梯形，形式与支架2横板7的横截面相同，中间为宽50mm/高55mm的矩形，顶部为半径25mm的半圆形。第二夹具6顶部也开有卡槽，卡槽的具体尺寸与第一夹具相同。

应变传感器布设底座由6个零件组成。支架2与第二夹具6在工作时与结构物焊接或锚固，它们之间的距离会随结构变形而发生改变；分度盘3为刻有250个分度的轮盘，其两侧分别和第一螺杆1与第二螺杆5连接；第一夹具4和第二夹具6夹具顶部缺口为与应变传感器连接的部分。

本实用新型应变传感器布设底座的工作原理：当分度盘3旋转时，带动两侧与其连接的第一螺杆1与第二螺杆5同步旋转。以错误！未找到引用源。中所示的布设位置为例，分度盘3沿正方向(刻度0°→10°为正方向)旋转一周，第一螺杆1向左旋入支架2内1.25mm，而第二螺杆5向左旋出第一夹具4内1.50mm。因为支架2和第二夹具6固定在结构上，所以分度盘3旋转的作用表现在使第一夹具4和第二夹具6的距离发生改变。当分度盘按正向旋转一周时，第一夹具4和第二夹具6的距离减少0.25mm；当分度盘3按逆向旋转一周时，第一夹具4和第二夹具6的距离增加0.25mm。分度盘3上的刻度将圆周划分为250份，因此，旋转分度盘3调节第一夹具4和第二夹具6之间距离的精度是0.001mm。

本实用新型的使用方法如下：

(1)布设应变传感器时，第一步将第二具6焊接于结构指定的位置上，第二步连接应变传感器和布设底座，第三步临时固定支架2，转动分度盘3对应变传感器进行预张拉，使应变传感器发生约800με，第四步在第一夹具4所在位置焊接连接支架2和结构，第五步旋转分度盘3精确对准支架与结构连接的焊点和第一夹具4。

(2)检验应变传感器是否正常工作时，可旋转分度盘3适量放松应变传感器，根据放松量(旋转刻度数×0.001mm)、传感器的尺寸和监测值的变化量可判断传感器是否处于正常工作状态。

(3)在出现传感器损坏及不正常工作等情况需要更换传感器时，旋转分度盘3完全放松应变传感器并将其从夹具上卸除，安装新的传感器后，旋转分度盘3使第一夹具回到初始位置。

Claims (3)

1.一种便于维护更新的结构应变传感器布设底座，由第一螺杆(1)、支架(2)、分度盘(3)、第一夹具(4)、第二螺杆(5)和第二夹具(6)组成，其特征在于支架(2)呈L型结构，由横板(7)和竖板(8)连接组成，竖板(8)上设有螺纹孔，第一螺杆(1)旋入该螺纹孔内，另一端插入分度盘(3)内，横板(7)上固定有滑动导向板(9)，第一夹具(4)下部开槽，第一夹具(4)的开槽部位插入滑动导向板(9)内，且第一夹具(4)能沿着滑动导向板(9)来回移动，第二螺杆(5)一端旋入第一夹具(4)的螺纹孔内，另一端连接分度盘(3)，且第一螺杆(1)与第二螺杆(5)同轴；第二夹具(6)位于第一夹具(4)一侧。

2.根据权利要求1所述的便于维护更新的结构应变传感器布设底座，其特征在于横杆(7)上设有标尺。

3.根据权利要求1所述的便于维护更新的结构应变传感器布设底座，其特征在于第一夹具(4)和第二夹具(6)顶部均设有缺口，用于连接应变传感器。

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