CN204085435U - 一种用于深海的位移传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于深海的位移传感器，涉及传感器领域，该装置包括连接支座，连接支座的底部设置有压板，连接支座和压板之间设置有测力弹片，所述连接支座通过测力弹片与压板连接；所述测力弹片的一端开有顶针孔，另一端开有2～6个连接孔，顶针孔内设置有顶针，每个连接孔内均设置有连接螺栓，连接支座与测力弹片对应之处设置有第一安装孔、压板与测力弹片对应之处设置有第二安装孔，测力弹片通过连接螺栓与连接支座、压板连接。本实用新型的测量弹片的外侧涂覆有防水层，能够防止第一电阻应变片、第二电阻应变片被水浸湿失去测量能力，能够准确测量形变值。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种用于深海的位移传感器。
背景技术
由于陆地资源的匮乏，我国逐渐加大了对海洋资源的开采力度，由于深海的水压较大，因此必须使用抗压能力较强的专用深海结构物进行深海开发工作。
现有的深海结构物在使用时，受到较高的水压作用时，容易产生形变，当深海结构物的形变过大时，容易导致深海结构物的运行出现故障，通常在深海结构物的外表面安装位移传感器。
位移传感器通常包括密封固定装置和测量导线，现有的位移传感器用于测量深海结构物的形变时，存在以下缺陷：
(1)位移传感器的结构比较复杂，而且不同的深海结构物需要使用不同的位移传感器，使用成本较高。
(2)密封固定装置的水密性较差，在深海中容易渗水，导致位移传感器难以使用，难以准确测量深海结构物的变形值。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于深海的位移传感器，不仅能够准确测量深海结构物的变形值，而且有效降低使用成本。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种用于深海的位移传感器，包括连接支座，其特征在于：所述连接支座的底部设置有压板，连接支座和压板之间设置有测力弹片，所述连接支座通过测力弹片与压板连接；
所述测力弹片的一端开有顶针孔，另一端开有2～6个连接孔，顶针孔内设置有顶针，每个连接孔内均设置有连接螺栓，连接支座与测力弹片对应之处设置有第一安装孔、压板与测力弹片对应之处设置有第二安装孔，测力弹片通过连接螺栓与连接支座、压板连接。
在上述技术方案的基础上，所述测力弹片的顶部设置有第一电阻应变片，测力弹片的底部与第一电阻应变片对应之处设置有第二电阻应变片，第一电阻应变片包括第一应变力引线，第二电阻应变片包括第二应变力引线，第一应变力引线、第二应变力引线通过测量导线连接。
在上述技术方案的基础上，所述第一电阻应变片、第二电阻应变片的外侧涂覆有厚度为3～5mm的防水层。
在上述技术方案的基础上，所述防水层的纵截面呈长度为20～40mm的矩形。
在上述技术方案的基础上，所述第一电阻应变片和第二电阻应变片均选用平行双轴金属粘贴式电阻应变计。
在上述技术方案的基础上，所述防水层采用高特性防水腻子或硅胶制成。
在上述技术方案的基础上，所述测力弹片采用弹簧钢制成。
在上述技术方案的基础上，所述测力弹片的厚度小于2mm，测力弹片的横截面呈长度为50～150mm的矩形。
在上述技术方案的基础上，所述测力弹片的横截面呈长度为100mm的矩形。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
(1)测量弹片的外侧涂覆有防水层，能够防止第一电阻应变片、第二电阻应变片被水浸湿失去测量能力，与现有技术中密封固定装置的水密性较差，在深海中容易渗水，导致位移传感器难以使用相比，能够准确测量深海结构物的形变值；测量导线不仅能够单独穿越压力筒橡胶水密封头，而且能够成束接入填料函，适用于试验室水介质压力筒环境性下的变形测量。
(2)本实用新型实施例的测力弹片采用弹簧钢制成，制造成本较低，在实际使用时，测力弹片的顶针孔和连接孔可根据被测对象及时进行适应性修改，与现有技术中需要根据被测对象更换位移传感器相比，能够降低使用成本。
(3)本实用新型实施例的测力弹片，包括型号为平行双轴金属粘贴式电阻应变计的第一电阻应变片和第二电阻应变片，第一电阻应变片、第二电阻应变片通过测量导线形成全桥电路，自带温度补偿以及长导线电阻灵敏系数补偿功能，在全桥恒流源激励下，测量导线可接长至1000m而无需温度及长导线电阻补偿，能够准确测量深海结构物的变形值。
附图说明
图1为本实用新型实施例中用于深海的位移传感器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中测力弹片的结构示意图；
图3为用于深海的位移传感器与待测装置连接后的结构示意图。
图中：1-支座，2-压板，3-防水层，4-测力弹片，5-顶针，6-连接孔，7-固定装置，8-待测装置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，一种用于深海的位移传感器，包括连接支座1，连接支座1的底部设置有压板2，连接支座1与压板2之间设置有测力弹片4，连接支座1通过测力弹片4与压板2连接。测力弹片4的厚度小于2mm，其横截面呈长度为50～150mm(最优为100mm)的矩形。
参见图2所示，测力弹片4的一端开有顶针孔，另一端开有2～6个连接孔6，顶针孔内设置有顶针5，每个连接孔6内均设置有连接螺栓，连接支座1与测力弹片4对应之处设置有第一安装孔、压板2与测力弹片4对应之处设置有第二安装孔，测力弹片4通过连接螺栓与连接支座1、压板2连接。
测力弹片4的顶部设置有第一电阻应变片，测力弹片4的底部与第一电阻应变片对应之处设置有第二电阻应变片，第一电阻应变片包括第一应变力引线，第二电阻应变片包括第二应变力引线，第一应变力引线、第二应变力引线通过测量导线连接。第一电阻应变片、第二电阻应变片的外侧涂覆有厚度为3～5mm的防水层3，防水层3的纵截面呈长度为20～40mm的矩形。
第一电阻应变片和第二电阻应变片均选用平行双轴金属粘贴式电阻应变计，防水层3采用高特性防水腻子或硅胶制成。
本实用新型实施例的制作方法如下：
S1：按照设计尺寸选取厚度小于2mm的弹簧钢，对弹簧钢进行套料、切割和机加工，得到弹片粗品。
S2：根据与测力弹片4对应的高压水密位移传感器的设计尺寸，在弹片粗品的一端开一个顶针5连接孔6、在弹片粗品的另一端开若干连接孔6，形成测力弹片4。
S3：在测力弹片4的顶部安装第一电阻应变片，底部与第一电阻应变片对应之处安装第二电阻应变片，形成电桥，通过测量导线将第一电阻应变片和第二电阻应变片连接，形成测量全桥。
S4：将第一电阻应变片、第二电阻应变片、测量导线焊接接头、与测量导向焊接接头之间距离为4～5mm的测量导向所在的区域作为测量区，在测量区涂若干层高特性防水腻子或硅胶，形成厚度为3～5cm、横截面长度为20～40mm的密封层，应变片导线与测量导线之间的绝缘值大于10MΩ、测量导线与碳钢片之间的绝缘值大于10MΩ。
S5：将测力弹片4的外侧，测量区以外的区域作为工作区，在工作区涂油漆，作为标记膜。
S6：重复执行步骤S1～步骤S5，制作若干型号相同的测力弹片4。
S7：在每个测力弹片4的顶针5孔内安装顶针5，将测力弹片4设置有连接孔6的一端放置于支座和压板2之间，使第一安装孔、连接孔6、第二安装孔对应，通过连接螺栓将测力弹片4、支座和压板2固定，得到用于深海的位移传感器。
本实用新型实施例的用于深海的位移传感器的标定方法如下：
步骤一：将用于深海的位移传感器固定在标准位移标定台上，通过测量导线将第一应变力引线和第二应变力引线均接入标定用电阻应变仪。
步骤二：通过标定用电阻应变仪本实用新型的位移传感器产生不同位移时对应的应变数据，得到“应变με-位移mm”曲线，根据“应变με-位移mm”曲线，得到传感器的标定系数。
本实用新型实施例的使用方法如下：
参见图3所示，将连接支座1与待测装置8的固定装置7连接，使顶针5垂直于待测装置8的待测零件，并对测力弹片4施加相应的预压量。当被测零件产生位移时，与顶针5连接的测力弹片4弯曲发生，此时，第一应变片受到拉力作用、第二应变片受到压力作用，造成应变测量桥路产生电阻值变化。
测量导线将阻值变化传递至应变测试仪器，应变测试仪器记录电阻值变化后，通过标定系数和电阻值变化计算待测零件的位移值。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于深海的位移传感器，包括连接支座(1)，其特征在于：所述连接支座(1)的底部设置有压板(2)，连接支座(1)和压板(2)之间设置有测力弹片(4)，所述连接支座(1)通过测力弹片(4)与压板(2)连接；
所述测力弹片(4)的一端开有顶针孔，另一端开有2～6个连接孔(6)，顶针孔内设置有顶针(5)，每个连接孔(6)内均设置有连接螺栓，连接支座(1)与测力弹片(4)对应之处设置有第一安装孔、压板(2)与测力弹片(4)对应之处设置有第二安装孔，测力弹片(4)通过连接螺栓与连接支座(1)、压板(2)连接。
2.如权利要求1所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述测力弹片(4)的顶部设置有第一电阻应变片，测力弹片(4)的底部与第一电阻应变片对应之处设置有第二电阻应变片，第一电阻应变片包括第一应变力引线，第二电阻应变片包括第二应变力引线，第一应变力引线、第二应变力引线通过测量导线连接。
3.如权利要求2所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述第一电阻应变片、第二电阻应变片的外侧涂覆有厚度为3～5mm的防水层(3)。
4.如权利要求3所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述防水层(3)的纵截面呈长度为20～40mm的矩形。
5.如权利要求2所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述第一电阻应变片和第二电阻应变片均选用平行双轴金属粘贴式电阻应变计。
6.如权利要求3所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述防水层(3)采用高特性防水腻子或硅胶制成。
7.如权利要求1～6中任一项所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述测力弹片(4)采用弹簧钢制成。
8.如权利要求1～6中任一项所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述测力弹片(4)的厚度小于2mm，测力弹片(4)的横截面呈长度为50～150mm的矩形。
9.如权利要求8所述的用于深海的位移传感器，其特征在于：所述测力弹片(4)的横截面呈长度为100mm的矩形。
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| CN106403798A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-02-15 | 西南交通大学 | 一种测量混凝土内部位移的装置、系统及其安装方法 |
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