CN202141428U - 一种新型径向应变测量仪 - Google Patents

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卢胜尧
张双喜
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Abstract

本实用新型公开了一种新型径向应变测量仪，由电阻应变计和导线组成的转换电路、弹性体、链条、保护盒、复位弹簧、连接件和限位柱组成。连接件固定在弹性体上部外侧，通过连接件将弹性体与链条固定在同一水平位置，通过复位弹簧和连接件将弹性体以圆弧形开口朝向保护盒上部的状态活动连接在保护盒中下部。该径向应变测量仪通过合理设置链条的长度，弹性体的材料厚度及形状、电阻应变计粘贴在弹性体上的具体位置，加上转换电路后，将其链条套在被试体上便可准确测量被试件在不同应力下的变形值（测量范围：0～30mm）。同时该新型径向应变测量仪还具有结构简单、使用方便、可靠、测量准确、价格低廉等优点，便于普及推广。

Description

一种新型径向应变测量仪
技术领域
本实用新型涉及科学研究中间设备技术领域，具体针对混凝土、岩石、三轴径向变形测量而设计的新型径向应变测量仪。
背景技术
据网上和实地调查显示，目前中国乃至世界还没有能在三轴压力室内检测试件径向变形大于15mm的径向应变测量仪。然而我们国内目前科研需要又急需要在三轴压力室内检测径向变形值0～30mm的径向应变测量仪。
发明内容
本实用新型发明目的是提供一种新型径向应变测量仪，以解决现有的    我们国内目前科研需要急需在三轴压力室内检测径向变形值0～30mm的径向应变测量仪的问题。 
为达到上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种新型径向应变测量仪，包括电阻应变计和导线组成的转换电路、弹性体、保护盒和连接件；所述弹性体为圆弧形，所述电阻应变计设置于弹性体底部内侧；其特征在于：
还包括链条和复位弹簧；所述链条两端分别铰接到弹性体的两端；所述保护盒上部设置有一半圆形缺口；所述复位弹簧在保护盒中部两内侧各设置一根，复位弹簧一端固定于保护盒下部，另一端连接到所述连接件；连接件固定在弹性体上部外侧，通过复位弹簧和连接件将弹性体以圆弧形开口朝向保护盒上部的状态活动连接在保护盒中下部；所述转换电路为直流电桥。
根据本实用新型所述提供的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述弹性体与所述链条设置在同一水平面位置。
根据本实用新型所述提供的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述的保护盒设置有限制弹性体最大形变的限位装置。
根据本实用新型所述提供的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述限位装置为设置于保护盒两个犄角处的限位柱。
根据本实用新型所述提供的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述弹性体由弹簧钢板制成，所述链条由钢质材料制成，所述保护盒由铝质或钢质材料制成。
根据本实用新型所述提供的新型径向应变测量仪，其特征在于所述电阻应变计为大变形应变计，有效变形测量范围：0～30mm；所述弹性体的内尺寸为R45mm，高度为12mm，厚度为1mm；所述链条的展开长度为252mm，高度为6mm；所述导线线径为φ0.12mm，长度为300mm～400mm；所述保护盒外形尺寸：长度为160mm，宽度为114mm，高度为18mm。
本实用型的有益效果是：综上所述，本实用新型所提供的新型径向应变测量仪相比于现有径向应变测量仪有以下优点：
1、采用链条包围被试件，被检测面周围检测点多达80%以上；
2、直接测量、应变值重复一致，测量精度高；
3、弹性体和链条通过复位弹簧浮动固定在保护盒上，检测范围大，且反应灵敏，检测应变范围大于现有产品0～15mm，实际应变测量范围0～30mm；
4、安装方便，使用安全、可靠；
5、结构简单、价格低廉、便于普及推广。
附图说明
图1为新型径向应变测量仪整体结构图（图的右侧为上方，左侧为下方）；
图2为新型径向应变测量仪，检测被试件φ100mm变形到φ110mm、φ120mm、φ130mm的状态图（图的右侧为上方，左侧为下方）；
图3为电阻应变计1的电路图(所述电阻应变计1为直流电桥)。
其中，1、电阻应变计， 2、弹性体，3、链条，4、导线，5、保护盒，51、半圆形缺口，6、复位弹簧，7、连接件，8、限位柱，9、被试件。
具体实施方式
如1图所示：该径向应变测量仪，由电阻应变计1和导线4组成的转换电路、弹性体2、链条3、保护盒5、复位弹簧6、连接件7和限位柱8构成。
所述弹性体2为圆弧形，所述电阻应变计1设置于弹性体2底部内侧。（如图3所示）所述导线4与电阻应变计1连接为转换电路，所述转换电路为惠斯登直流电桥。所述链条3两端分别铰接到弹性体2的两端，弹性体2与所述链条3设置在同一水平面位置。
所述保护盒上部设置有一半圆形缺口51。为使使弹性体增大、缩小时都能平稳运行，所述复位弹簧6在保护盒中部两内侧各设置一根，复位弹簧6一端固定于保护盒5下部，另一端连接到所述连接件7；连接件7固定在弹性体2上部外侧，通过复位弹簧6和连接件7将弹性体2以其圆弧形开口朝上的状态活动连接在保护盒5中下部。所述保护盒5上还设置有四件允许弹性体最大变形的限位装置，即限位柱8组件（限位柱8为销钉），以免安装时人为损坏。
所述电阻应变计为大变形应变计1，有效变形测量范围0～30mm；所述弹性体2的内尺寸为R45mm，高度12mm，材料厚度1mm；所述连接件7的长度31mm，宽度10mm，高度10.1mm；所述链条3的展开长度252mm，高度为6mm（其中展开长252mm仅是被试件原始尺寸φ100m的长度尺寸，被试件原始尺寸增加或减少，链条的展开长度可人为增长或减短相应尺寸）。保护盒5外形尺寸：长度为160mm，宽度为114mm，高度为18mm。所述导线4线径为φ0.12mm，长度为300～400mm。
如图3所示，所述转换电路为惠斯登直流电桥，其输出电阻均为350Ω，将其接入特制的放大器中经过处理后输出4～20mA的输出值。
弹性体2由弹簧钢板制成；链条3由钢质材料制成；保护盒5、连接件7，限位柱8均为铝质材料或钢质材料制成；复位弹簧6由弹簧钢丝制成。
使用时将链条3套在被试件9上，将输出信号线连接计算机，被试件在轴向载荷和周围压力的作用下发生的径向变形便可准确地测量出来。
该新型径向应变测量仪的工作原理如下：
电阻应变计1和弹性体2构成的电阻应变式传感器，加上特制的放大器，从而制作为4～20mA电流输出的变送器。电阻应变式传感器的工作原理是基于电阻应变效应原理。用金属电阻丝制作电阻应变片，将其粘贴在弹性体2上。测量时，套在被试件9上的链条2随被试件9的增大，链条2在被试件9上沿直径方向，向右边滑动，带动弹性体2的直径增大变形，同时带动电阻应变计1的敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化，通过转换电路(所述转换电路为惠斯登直流电桥)转换为电流的变化，反过来计算机知道电流的变化便可知道被试件的径向实际变化。如图2所示，本测量仪检测应变范围大于现有产品0～15mm，该径向应变测量仪的实际检测范围：0～30mm。
综上所述，本实用新型所提供的径向应变测量仪具有以下特点：
1、启始测量时圆周检测点多达80%，终始检测点也大于60%以上，按常规检测径向变形，在被试件的中间及两边均分的高度在不同方位各布一件测量仪（共三套测量仪），因此用此径向应变测量仪测量点全面覆盖被试件圆周绰绰有余。
2、该径向应变测量仪样品经多次测量，重复性完全一致，因此测量精度高。
3、弹性体和链条通过复位弹簧浮动固定在保护盒上，检测范围大，且反应灵敏；检测应变范围大于现有产品0～15mm，该径向应变测量仪的实际检测范围：0～30mm。
4、安装方便，使用安全（一般岩石、混凝土试件受力后都很难有这样大的变形）可靠。
5、结构简单、价格低廉，便于普及推广。
但以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型径向应变测量仪，包括电阻应变计（1）和导线（4）组成的转换电路、弹性体（2）、保护盒（5）和连接件（7）；所述弹性体（2）为圆弧形，所述电阻应变计（1）设置于弹性体（2）底部内侧；其特征在于：
还包括链条（3）和复位弹簧（6）；所述链条（3）两端分别铰接到弹性体（2）的两端；所述保护盒（5）上部设置有一半圆形缺口（51）；所述复位弹簧（6）在保护盒中部两内侧各设置一根，复位弹簧（6）一端固定于保护盒（5）下部，另一端连接到所述连接件（7）；连接件（7）固定在弹性体（2）上部外侧，通过复位弹簧（6）和连接件（7）将弹性体（2）以其圆弧形开口朝上的状态活动连接在保护盒（5）中下部；所述转换电路为直流电桥。
2.根据权利要求1所述的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述弹性体（2）与所述链条（3）设置在同一水平面位置。
3.根据权利要求1所述的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述的保护盒（5）设置有限制弹性体（2）最大形变的限位装置。
4.根据权利要求3所述的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述限位装置为设置于保护盒（5）两个犄角处的限位柱（8）。
5.根据权利要求1所述的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述弹性体（2）由弹簧钢板制成，所述链条（3）由钢质材料制成，所述保护盒（5）由铝质或钢质材料制成。
6.根据权利要求1所述的新型径向应变测量仪，其特征在于：所述电阻应变计（1）为大变形应变计，有效变形测量范围：0～30mm；所述弹性体（2）的内尺寸为R45mm，高度为12mm，厚度为1mm；所述链条（3）的展开长度为252mm，高度为6mm；所述导线（4）线径为φ0.12mm，长度为300mm～400mm；所述保护盒（5）外形尺寸：长度为160mm，宽度为114mm，高度为18mm。
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