CN210268610U - 一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，包括两个以上相互间隔并串联的监测关节以及整体包裹在各监测关节表面的柔性材料层，所述监测关节通过电缆连接，监测关节内设有用于变形监测的传感芯片。本实用新型通过在监测关节外包裹柔性材料层，加强了对监测关节的保护，一体化程度高，方便使用，既实现了对监测关节的密封保护，又不影响每个监测关节间的可弯折，提高了使用寿命。可以被放置在钻孔、嵌入结构内或固定在结构表面进行被测目标变形监测，适用范围广，且结构简单。采用定位块与定位槽配合，保证每个监测关节之间不发生扭曲，提高监测精度。

Description

一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器。

背景技术

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。

传统变形监测仪器设备结构复杂，成本很高，而且集成度较高，功能扩展能力差，对此本公司发明了串联式关节变形监测装置，通过检测各节的重力场，可以计算出各段节长之间的弯曲角度θ，利用计算得到的弯曲角度和已知各节长度L，每段节变形Δx便可以完全确定出来，即Δx=θ×L，再对各节算数求和ΣΔx，可得到距离固定端点任意长度的变形量x。

现有市面上缺乏一种一体性较高，密封性较高，使用寿命较长的串联式关节变形监测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一体性较高，密封性较高、使用寿命较长的外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，包括两个以上相互间隔并串联的监测关节以及整体包裹在各监测关节表面的柔性材料层，所述监测关节通过电缆连接，监测关节内设有用于变形监测的传感芯片。

优选的，所述的监测关节外壁上设有至少一个定位块，所述柔性材料层上设有与定位块配合的定位槽，柔性材料层上还设有用于限制监测关节轴向移动的关节固定槽，相邻的关节固定槽之间设有电缆槽，所述电缆槽的正上方、柔性材料层的外壁上设有与电缆槽长度相等的隔离带。

优选的，所述监测关节在其外壁圆周上设有四个均布的定位块。

优选的，所述的监测关节两端均设有四个均布的定位块。

优选的，所述定位块的端部直径大于根部直径。

优选的，所述监测关节的一端设有凸出的中空固定头，相邻的监测关节之间通过电缆保护圈连接，所述中空固定头插入电缆保护圈内，中空固定头的端部直径小于电缆保护圈的内径，中空固定头的中部设有若干倾斜台阶，所述倾斜台阶的倾斜方向与中空固定头的插入方向形成钝角，中空固定头的尾部设有凸块，电缆保护圈的两端内壁上均设有与所述凸块配合的凹陷，电缆设在电缆保护圈内。

优选的，所述的监测关节为刚性管。

优选的，所述的柔性材料层为氟橡胶层。

本实用新型的有益效果是：

（1）通过在监测关节外包裹柔性材料层，加强了对监测关节的保护，一体化程度高，方便使用，既实现了对监测关节的密封保护，又不影响每个监测关节间的可弯折，提高了使用寿命。

（2）可以被放置在钻孔、嵌入结构内或固定在结构表面进行被测目标变形监测，适用范围广，且结构简单。

（3）采用定位块与定位槽配合，保证每个监测关节之间不发生扭曲，提高监测精度。

附图说明

图1为监测关节串联结构示意图；

图2为柔性材料层截面示意图；

图3为优选定位块与定位槽配合示意图；

图4为中空固定头与电缆保护圈配合示意图；

图中，1-定位槽，2-柔性材料层，3-关节固定槽，4-电缆槽，5-隔离带，6-定位块，7-传感芯片，8-监测关节，9-电缆，10-端部，11-根部，12-电缆保护圈，13-凹陷，14-凸块，15-中空固定头，16-倾斜台阶。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，包括两个以上相互间隔（间隔才能实现每个监测关节8之间可弯折）并串联的监测关节8以及整体包裹在各监测关节8表面的柔性材料层2，所述的监测关节8为刚性管，所述监测关节8通过电缆9连接，监测关节8内设有用于变形监测的传感芯片7，传感芯片7串联在电缆9上。

进一步的，监测关节8外壁上设有至少一个定位块6，所述柔性材料层2上设有与定位块6配合的定位槽1，定位块6配合定位槽1，避免了监测关节8在柔性材料层2内滑动，柔性材料层2上还设有用于限制监测关节8轴向移动的关节固定槽3，保证每个监测关节8在柔性材料层2内的相对位置不变，相邻的关节固定槽3之间设有用于包裹电缆9的电缆槽4，所述电缆槽4的正上方、柔性材料层2的外壁上设有与电缆槽4长度相等的隔离带5，隔离带5的作用是在柔性材料层2外壁或是整个变形监测传感器的外观上将每个监测关节8分隔开，使之单独显现出来，易于辨认，方便安装（安装时要固定监测关节8而非电缆9）。

进一步的，所述监测关节8在其外壁圆周上设有四个均布的定位块6，且所述的监测关节8两端均设有四个均布的定位块6，两端布置加强轴向固定，圆周布置加强了径向固定。

作为优选的，所述定位块6为水滴状，即端部10直径大于根部11直径，使定位块6卡进定位槽1后不容易脱离，增加了紧固性。

所述监测关节8的一端设有凸出的中空固定头15，中空固定头15内穿插电缆，相邻的监测关节8之间通过电缆保护圈12连接，所述中空固定头15插入电缆保护圈12内，所述的电缆9设在电缆保护圈12内，中空固定头15的端部直径小于电缆保护圈12的内径（方便中空固定头15插入电缆保护圈12内），中空固定头15的中部设有若干倾斜台阶16，所述倾斜台阶16的倾斜方向与中空固定头15的插入方向形成钝角（插入时，倾斜台阶16的较低处先进入电缆保护圈12内，减小了插入阻力，使中空固定头15更容易插入电缆保护圈12内，而倾斜台阶16的较高处直径略大于电缆保护圈12的直径，卡在电缆保护圈12内，使得中空固定头15容易插入而不容易拔出），中空固定头15的尾部设有凸块14，电缆保护圈12的两端内壁上均设有与所述凸块14配合的凹陷13，形成最后锁定。

进一步的，所述的柔性材料层2为氟橡胶层，氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性，它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门，作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。用于本实用新型，可以应用与各种恶劣环境，提高使用寿命。氟橡胶层只是一种优选材料，所述的柔性材料层2不排除使用其他材料。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：包括两个以上相互间隔并串联的监测关节（8）以及整体包裹在各监测关节（8）表面的柔性材料层（2），所述监测关节（8）通过电缆（9）连接，监测关节（8）内设有用于变形监测的传感芯片（7）。

2.根据权利要求1所述的一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：所述的监测关节（8）外壁上设有至少一个定位块（6），所述柔性材料层（2）上设有与定位块（6）配合的定位槽（1），柔性材料层（2）上还设有用于限制监测关节（8）轴向移动的关节固定槽（3），相邻的关节固定槽（3）之间设有电缆槽（4），所述电缆槽（4）的正上方、柔性材料层（2）的外壁上设有与电缆槽（4）长度相等的隔离带（5）。

3.根据权利要求1所述的一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：所述监测关节（8）在其外壁圆周上设有四个均布的定位块（6）。

4.根据权利要求3所述的一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：所述的监测关节（8）两端均设有四个均布的定位块（6）。

5.根据权利要求2所述的一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：所述定位块（6）的端部（10）直径大于根部（11）直径。

6.根据权利要求1所述的一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：所述监测关节（8）的一端设有凸出的中空固定头（15），相邻的监测关节（8）之间通过电缆保护圈（12）连接，所述中空固定头（15）插入电缆保护圈（12）内，中空固定头（15）的端部直径小于电缆保护圈（12）的内径，中空固定头（15）的中部设有若干倾斜台阶（16），所述倾斜台阶（16）的倾斜方向与中空固定头（15）的插入方向形成钝角，中空固定头（15）的尾部设有凸块（14），电缆保护圈（12）的两端内壁上均设有与所述凸块（14）配合的凹陷（13），所述的电缆（9）设在电缆保护圈（12）内。

7.根据权利要求1所述的一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：所述的监测关节（8）为刚性管。

8.根据权利要求1所述的一种外层包裹柔性材料的串联关节式变形监测传感器，其特征在于：所述的柔性材料层（2）为氟橡胶层。

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