CN212692904U - 一种基于环氧树脂封装的工字型传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，包括：主体结构和环氧树脂封装层；所述主体结构外侧设置有环氧树脂封装层，所述主体结构包括尼龙棒、与尼龙棒连接的垫片卡扣、通过垫片卡扣延伸至环氧树脂封装层外侧的应变片导线以及设置于尼龙棒两端的工字型钢。采用环氧树脂封装材料，利用环氧树脂优良的电绝缘性能、介电性能以及密封性保护应变片，将传感器制备成工字型，将工字型钢固定于传感器两端，对端头进行保护，且保证传感器居中，降低应力干扰。

Description

一种基于环氧树脂封装的工字型传感器

技术领域

本实用新型涉及光纤光栅传感器技术领域，特别是涉及一种基于环氧树脂封装的工字型传感器。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

以光线光栅作为传感基元制作的传感器可测量外界物理量的变化，如应变、应力、温度、压力等，光线光栅传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、长编码等优势，可用于检测道路内部力学参数的变化，如检测路面压实，检测沥青路面应力应变、剪应力与温度等。

根据应用场景的不同应选择合适形状的传感器，现有的传感器大多为圆柱型、单双层管式、U型管式，通常采用石英-陶瓷管、钢管和高温胶作为封装保护材料。但是发明人认为，上述传感器中，光纤光栅通常在管内处于自由状态，高温胶仅固定光纤光栅的一端或两端，光纤光栅在管内的位置无法精准固定，适用的环境条件较为有限，且易损坏，使用寿命较短，其灵敏度、稳定性等指标都很难达到实际工程要求；同时以上传感器形状较为规则，应用于工程测量领域时，传感器位置易变动，存在异位问题，导致测量结果产生误差。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，采用环氧树脂封装材料，利用环氧树脂优良的电绝缘性能、介电性能以及密封性保护应变片，将传感器制备成工字型，将工字型钢固定于传感器两端，对端头进行保护，且保证传感器居中，降低应力干扰。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，包括：主体结构和环氧树脂封装层；

所述主体结构外侧设置有环氧树脂封装层，所述主体结构包括尼龙棒、与尼龙棒连接的垫片卡扣、通过垫片卡扣延伸至环氧树脂封装层外侧的应变片导线以及设置于尼龙棒两端的工字型钢。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用环氧树脂封装材料，利用环氧树脂优良的电绝缘性能、介电性能以及密封性，对应变片进行全覆盖封装保护，降低外界环境对应变片的影响，可适用于恶劣的环境条件，延长传感器的使用寿命。

本实用新型将传感器制备成工字型，将工字型钢固定于传感器两端，能够对端头进行保护，且保证传感器居中，封装均匀，降低应力干扰，提高检测灵敏度以及抗冲击强度。

本实用新型采用工字型传感器，由于两端为工字型钢，与道路内部的材料嵌挤面积较大，当埋置于道路内部时，不易产生异位问题，保证测量结果的可靠性。

本实用新型传感器形状为工字型，由受力角度分析，中性轴对称，能够承受的较大的弯拉力，不易损坏。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1提供的工字型传感器封装实施结构俯视图；

图2为本实用新型实施例1提供的工字型传感器封装实施结构前视图；

图3为本实用新型实施例1提供的垫片卡扣结构示意图；

其中，1、螺丝；2、工字型钢；3、螺丝；4、应变片导线；5、垫片卡扣；6、尼龙棒；7、环氧树脂封装材料；8、实验室平台；9、螺纹；10、缺口；11、缺口。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，包括：主体结构和环氧树脂封装层；

所述主体结构外侧设置有环氧树脂封装层，所述主体结构包括尼龙棒6、与尼龙棒6连接的垫片卡扣5、通过垫片卡扣5延伸至环氧树脂封装层外侧的应变片导线4以及设置于尼龙棒6两端的工字型钢2。

在本实施例中，所述尼龙棒6采用尼龙66，尼龙棒6两端设有螺纹，所述螺纹9用于和螺丝1、3，垫片卡扣5和工字型钢2的组装；

优选地，尼龙棒6为圆柱形，总长度15cm，直径7mm，每端螺纹长度4cm。

在本实施例中，将垫片卡扣5套于尼龙棒6两端，将应变片固定于尼龙棒6的封装段表面，并将应变片导线4穿过垫片卡扣5引出；可以理解的，可将尼龙棒除螺纹段之外的平滑段视为封装段；

如图3所示，所述垫片卡扣5为带缺口的卡扣，缺口10用于套接在尼龙棒6上，缺口11用于引出应变片导线4；

优选地，所述垫片卡扣5的缺口10的卡扣位置置于尼龙棒螺纹段与平滑段交界处，即距离两端4cm处。

在本实施例中，所述应变片可根据功能预先确定所需应变片，用酒精擦洗表面，确保表面干净无污后，穿入垫片卡扣中的缺口11，采用胶水等粘贴剂将应变片粘贴至尼龙棒封装段表面A点处，且应变片导线从缺口11引出；

优选地，将贴有应变片的尼龙棒放置于自然环境通风处，等待胶水干燥固结。

在本实施例中，所述环氧树脂封装层包括封装模具和注入封装模具中的环氧树脂封装材料7；

优选地，将封装模具套于尼龙棒6的封装段外侧，将环氧树脂封装材料7注入封装模具并通过加热固化与脱模后得到试样传感器；

优选地，所述封装模具为圆柱形，采用热胀冷缩系数较大、拉伸压缩性能较好的304毛细钢管，直径为15mm，长度为8mm，封装模具预先涂脱模剂，便于后期试样固化后脱模；

优选地，将环氧树脂与固化剂以特定比例在特定条件下掺和搅拌得到环氧树脂封装材料7；

优选地，选用芳香胺类固化剂，添加比例30％，相当于环氧树脂的质量比，如环氧树脂加入Ag，固化剂的质量为A*30％g，130℃高温固化，一般固化时间为2h左右；

采用环氧树脂作为封装材料，环氧树脂封装材料具有较高的力学强度和粘接性能，优良的电绝缘性能和介电性能，其结构强度大和密封性能好，能够较好地保护应变片，提高应变片灵敏度，受外界环境变化影响小，能够适应恶劣环境。

优选地，采用注胶针管将混合均匀无气泡的环氧树脂封装材料抽出，并缓慢灌入封装模具毛细钢管内部直至溢出，即完全封堵；

优选地，所述注胶针管保证内部干燥无污；

在本实施例中，所述加热固化为将注入封装材料的封装模具放置于60℃的真空箱中加热固化4h后取出，脱模后得到试样传感器。

在本实施例中，采用螺丝1、3和工字型钢2分别连接至试样传感器左右两侧，用于端头保护；

优选地，螺丝内孔直径与尼龙棒直径相同，均为7mm；

优选地，本实施例上述制备过程可在实验室平台8上完成，利用环氧树脂进行封装，传感器形状设计为工字型，旨在提高光纤光栅传感器的精度、灵敏性和使用寿命，可将其应用于道路检测。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，包括：主体结构和环氧树脂封装层；

所述主体结构外侧设置有环氧树脂封装层，所述主体结构包括尼龙棒、与尼龙棒连接的垫片卡扣、通过垫片卡扣延伸至环氧树脂封装层外侧的应变片导线以及设置于尼龙棒两端的工字型钢。

2.如权利要求1所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，所述尼龙棒两端设有螺纹，总长度为15cm，直径为7mm，每端螺纹长度为4cm。

3.如权利要求2所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，所述垫片卡扣连接于尼龙棒螺纹段与平滑段交界处。

4.如权利要求1所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，在所述尼龙棒上设置应变片，所述应变片的应变片导线通过垫片卡扣延伸至环氧树脂封装层外侧。

5.如权利要求1所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，所述垫片卡扣设有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口与尼龙棒连接，在所述第二缺口处引出应变片导线。

6.如权利要求1所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，所述环氧树脂封装层包括封装模具和注入封装模具的环氧树脂封装材料。

7.如权利要求6所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，所述封装模具为预先涂脱模剂的圆柱形毛细钢管。

8.如权利要求6所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，所述封装模具直径为15mm，长度为8mm。

9.如权利要求1所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，通过螺丝将工字型钢设置于尼龙棒两端。

10.如权利要求9所述的一种基于环氧树脂封装的工字型传感器，其特征在于，所述螺丝的内孔直径与尼龙棒直径相同。

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