CN206300606U - 适用于土工布应变测量的集成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于土工布应变测量的集成装置。本实用新型的目的是其使用的粘合剂及粘贴测量方法，可确保土工布应变的精准测量；同时测量方法操作简单、稳定性高、测量结果可靠。本实用新型的技术方案是：该装置由测量单元、电路单元、应变片数据采集仪、应变片数据记录仪及电源组成，测量单元包括被测土工布、工作用电阻应变片和硫化胶胶底；电路单元采用半桥接线电路，四个桥臂中两个桥臂为固定电阻R，另外两个桥臂分别接工作用电阻应变片和补偿用电阻应变片，电路单元的测量信号输出端连接于应变片数据采集仪；应变片数据采集仪通过串口数据线与应变片数据记录仪连接，电源分别连接应变片数据采集仪和应变片数据记录仪的电源输入端。

Description

适用于土工布应变测量的集成装置

技术领域

本实用新型涉及土力学土工试验监测技术，尤其是一种适用于土工布应变测量的集成装置。尤其适用于室内物理模型试验中土工合成材料应变大小的量测。

背景技术

在土工合成材料的应变测量中，电阻应变片法是目前最为常用的测量方法。这种方法是将电阻应变片粘贴在被测物的表面，利用应变片的电阻随着被测物机械变形而变化的原理，记录被测点的应变变化过程，进而再根据被测物的应变应力关系，确定待测点应力状态的一种测量分析方法。

电阻应变片测量结果是否可靠，主要取决于粘合剂的选取及粘贴方法是否合理。目前常用的粘合剂为环氧聚酯胶及502胶水，由于这两种胶型的强度和刚度均较大；如直接用于土工布上电阻应变片的粘贴，将导致应变片与被测物无法协同变形，同时影响土工布本身应力的发挥，测量结果不准确。故需找到一种合适的粘合剂在不影响被测物强度发挥的前提下，同时保证应变片能够与土工布协同变形，准确测得土工布应变的大小。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对土工布的力学特性，提供一种适用于土工布应变测量的集成装置，其使用的粘合剂及粘贴测量方法，可确保土工布应变的精准测量；同时测量方法操作简单、稳定性高、测量结果可靠。

本实用新型所采用的技术方案是：适用于土工布应变测量的集成装置，其特征在于：所述装置由测量单元、电路单元、应变片数据采集仪、应变片数据记录仪及电源组成。

所述测量单元包括被测土工布、工作用电阻应变片和硫化胶胶底，工作用电阻应变片经硫化胶胶底粘贴在被测土工布上；

所述电路单元采用半桥接线电路，四个桥臂中两个桥臂为固定电阻R，另外两个桥臂分别接工作用电阻应变片和补偿用电阻应变片，电路单元的测量信号输出端连接于应变片数据采集仪；

应变片数据采集仪通过串口数据线与应变片数据记录仪连接，电源分别连接应变片数据采集仪和应变片数据记录仪的电源输入端。

所述硫化胶胶底为正圆形，直径为35mm，厚度为3mm。

所述硫化胶胶底采用柔性硫化胶。

本实用新型的有益效果是：本实用新型针对土工布的力学特性，找到了一种能保证应变片与土工布协同变形的粘合剂，并通过合理的粘贴方法和电路设计，使得在土工合成材料应变大小的量测中做到精准、稳定、可靠，操作简单，易于推广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中土工布上粘贴应变片的俯视图。

图3是本实用新型中土工布上粘贴应变片的截面图。

图4是本实用新型的应变片半桥接线原理图。

具体实施方式

如图1所示，适用于土工布应变测量的集成装置，由测量单元、电路单元、应变片数据采集仪6、应变片数据记录仪7及电源8组成。

所述测量单元包括被测土工布4、工作用电阻应变片1和硫化胶胶底3，工作用电阻应变片1经硫化胶胶底3粘贴在被测土工布4上。

所述电路单元采用半桥接线电路，四个桥臂中两个桥臂为固定电阻R，另外两个桥臂分别接工作用电阻应变片1和补偿用电阻应变片2，电路单元的测量信号输出端连接于应变片数据采集仪6。

本实用新型在选材及操作时应注意以下事项：

1)、由于土工布材料的不均匀性、抗拉强度较低、延伸率较高，推荐采用标距和量程均较大的应变片。

2)、粘合剂的选取是否得当直接决定了测量结果的准确性。目前常用的环氧聚酯和502胶水均存在延展性能差、凝固强度大等缺点，不能用于土工布上应变片的粘贴。经大量调研及测试，推荐使用柔性硫化胶，如703胶，作为土工布应变片的粘合剂。这类胶型不仅具有良好的粘结力和抗剪强度，还有较强的延展性和防水性能。以南大703胶为例，其固化时间约为3-30分钟，伸长率大于250％，拉伸模量小于5kN/m，可像橡皮筋一样自由伸缩，能有效的将被测物土工布的应变传递给电阻应变片，保证了测量结果的稳定性和真实性。

3)、由于被测物土工布的强度和刚度均较低，在保证测点处应变片能够随被测物协同变形的前提下，避免胶体的存在影响纱布整体的力学性质及应力水平的发挥。经大量试验测试发现，在粘贴应变片时，应保证土工布与应变片的接触面为标准圆形，当硫化胶胶底3直径为35mm，厚度为3mm时，可满足土工布上应变片的粘贴要求，使得两者协同变形。如图2、图3所示。

4)、采用半桥接线法，即四个桥臂中有两个应变片，一个是工作片，另一个作为补偿片，可消除温度变化等引起测量误差，准确性较好，操作简单，结果可靠。接线方法如图4所示。

应变片数据采集仪6通过串口数据线与应变片数据记录仪7连接，电源8 分别连接应变片数据采集仪6和应变片数据记录仪7的电源输入端。

本实施例的具体测量方法如下：

1、选择标距和量程较大的工作用电阻应变片1和补偿用电阻应变片2。选定后检查应变片丝栅是否整齐，底基是否有气泡，并用万能电表检查其电阻是否合乎规格。

2、清洁被测土工布4表面。为使被测土工布4与应变片之间粘贴紧密、牢靠，需对测点表面进行清洁，进而可使用油性笔在贴点位置划线定位。

3、在被测土工布4上涂抹柔性硫化胶胶底3(703胶)，并粘贴工作用电阻应变片1。在测点处涂抹一层底胶，一手捏住引线将应变片与定位线对准，用手指沿应变片敏感栅长度方向轻轻按压，将多余气泡和胶体挤出，使应变片粘贴紧密。移开手指，在应变片上部放置一层透明胶纸，直至胶水干透，保证胶水均匀，不影响应变的传递。粘贴前可加工一个同尺寸的圆形模具，保证硫化胶胶底3形状为正圆形，直径35mm，厚度3mm。

4、将工作用电阻应变片1和补偿用电阻应变片2、以及2个固定电阻R连接成半桥接线电路5(图4所示)，电路的信号输出端连接到应变片数据采集仪6。使用电烙铁将应变片引出线与导线连接，接点处采用锡焊焊接，同时使用柔性胶将其固定，避免测量过程中被拉断。完成后利用万能表对整个线路进行检测，检查有无短路或断路情况。

5、防潮处理。为避免应变片被污染，或被空气中的水分影响其电阻值，在完成接线后，立刻进行防潮处理(采用硫化胶在两个应变片上方涂刷一层薄薄的保护膜)，保证应变片有足够的绝缘度和稳定性。

6、完成应变片数据采集仪6和应变片数据记录仪7接线，开始土工布应变测量监测，变形数据被应变片数据记录仪7自动保存。

Claims (3)

1.一种适用于土工布应变测量的集成装置，其特征在于：所述装置由测量单元、电路单元、应变片数据采集仪(6)、应变片数据记录仪(7)及电源(8)组成，

所述测量单元包括被测土工布(4)、工作用电阻应变片(1)和硫化胶胶底(3)，工作用电阻应变片(1)经硫化胶胶底(3)粘贴在被测土工布(4)上；

所述电路单元采用半桥接线电路(5)，四个桥臂中两个桥臂为固定电阻R，另外两个桥臂分别接工作用电阻应变片(1)和补偿用电阻应变片(2)，电路单元的测量信号输出端连接于应变片数据采集仪(6)；

应变片数据采集仪(6)通过串口数据线与应变片数据记录仪(7)连接，电源(8)分别连接应变片数据采集仪(6)和应变片数据记录仪(7)的电源输入端。

2.根据权利要求1所述的用于土工布应变测量的集成装置，其特征在于：所述硫化胶胶底(3)为正圆形，直径为35mm，厚度为3mm。

3.根据权利要求1所述的用于土工布应变测量的集成装置，其特征在于：所述硫化胶胶底(3)采用柔性硫化胶。