CN213455436U - 用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，包括安装箱、第一刻度盘、第一校准标尺、第三刻度盘、滑轨、安装支架和重锤。第一刻度盘设置在安装箱一侧面上，第一校准标尺设置在安装箱顶面上并与第一刻度盘配合使用；重锤悬挂于安装箱顶面中心；具有空气泡的第三刻度盘设置于安装箱顶面，第三刻度盘两侧分别设置滑轨，每条滑轨上均设可沿其移动并用于安装应变传感器的安装支架。该校准系统不受空间及信号影响，能够确保应变传感器精准指向核电安全壳穹顶圆心，保证穹顶区域应变监测的准确性，有效保证后期核电预应力长期损失的数据有效性，为后期核电定期安全审查提供可靠的数据库，可以实时拆卸，适用于建筑结构中较为狭窄的区域及大型复杂结构中。

Description

用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统

技术领域

本实用新型属于土木工程中的结构监测技术领域，具体涉及一种用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统。

背景技术

在土木工程领域，经常使用埋入式混凝土应变计测量混凝土结构的应力应变，其被广泛应用在工业建筑、民用建筑、隧道、基坑、边坡、大坝等工程领域。

核电站安全壳结构需要监测安全壳结构在验收试验和运行过程中的应力变形状态，评估预应力长期损失。核电站安全壳结构的应变测点一般布置在底板、张拉廊道及与底板结合处、筒体区域、穹顶区域以及设备闸门区域。核电站安全壳结构穹顶区域应变测点的监测方位为环向(切向)、径向、竖向(或经向)，其中穹顶区域应变测点径向传感器在安装时因需要指向穹顶圆心，但由于核电安全壳钢筋布置密集、现场环境复杂及空间受限，现场安装时可以定位标高但安装角度无法精准指向圆心，故根据现场实际需要实用新型一种用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，使应变传感器能够精准指向核电穹顶圆心，以保证穹顶区域应变监测的准确性。

现有技术中，核电领域中应变传感器安装多自由度校准装置是行业领域的空白。

工业民用建筑工程利用全站仪确定混凝土应变传感器位置，但是此方法需要占用空间大，在很多结构狭窄区域此装置无法满足要求。

测量工程中，在小角度的高精度测量领域内，广泛采用光学方法进行测量，例如光学分度头法、多面棱体法、衍射法、自准直法、光线法、声光调制法、光学内反射法、激光干涉法、环形激光法等，但是此类方法测量量程小、成本高，其结构也相对复杂。

摄影行业中，光栅投影三维形貌测量通过对实验室工业相机多组拍摄进行标定，仅能通过夹具装夹标定板的位置进行简单调节，难以对标定板进行稳定装夹。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，解决了传统安装方法不稳定、干扰性较大、占用空间较大及成本高的问题，确保应变传感器能够精准指向核电安全壳穹顶中心，保证穹顶区域应变监测的准确性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，该校准系统包括：安装箱、第一刻度盘、第一校准标尺、第三刻度盘、滑轨、安装支架以及重锤；其中，所述第一刻度盘设置在所述安装箱的一侧面上，所述第一校准标尺设置在所述安装箱顶面上并与所述第一刻度盘配合使用，所述重锤悬挂于所述安装箱的顶面中心；具有空气泡的所述第三刻度盘设置于所述安装箱顶面，所述第三刻度盘的两侧分别设置所述滑轨，每条所述滑轨上均设有可沿其移动并用于安装应变传感器的所述安装支架。

进一步地，所述第三刻度盘安装在所述安装箱的顶面中心处，所述空气泡位于所述第三刻度盘的中心。

进一步地，两条所述滑轨对称地设置于所述第三刻度盘的两侧，且两条所述滑轨的轴线与所述第一刻度盘的盘面平行。

进一步地，两个所述安装支架的上端部形状与所述应变传感器两端安装轴的截面形状相适配，所述安装支架与所述应变传感器可拆卸连接。

进一步地，所述应变传感器与所述第三刻度盘的空气泡位置相对正。

进一步地，所述第一校准标尺设置在所述安装箱顶面的对称中心线上且与所述第一刻度盘的盘面垂直，所述第一校准标尺与所述第一刻度盘的基点位置及标线位置相重合。

进一步地，所述第一刻度盘为半圆形。

进一步地，所述安装箱内还设有用于采集安装数据的数据采集模块、照明灯以及用于向所述数据采集模块和照明灯供电的电源。

进一步地，所述安装箱、第一刻度盘、第一校准标尺、第三刻度盘、滑轨、安装支架、重锤、数据采集模块及电源一体成型。

进一步地，所述安装箱的其它侧面还安装有刻度盘和与之对应并配合使用的校准标尺。

本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型提供的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，因设置安装箱，将应变传感器设置在安装箱上，同时在安装箱内设置刻度盘、核准标尺及重锤，在安装应变传感器时，能够使混凝土应变传感器精准指向核电安全壳穹顶中心，保证穹顶区域应变监测的准确性；不但解决了传统安装方法不稳定、干扰性较大、占用空间较大的问题，而且减少了现场安装的工作量，有效降低了现场人工成本，同时可以实时拆卸，重复利用，适用于建筑结构中较为狭窄的区域及大型复杂结构。

附图说明

图1是本实用新型校准系统的结构示意图；

图2是应变传感器安装角度的计算简图；

图3是本实用新型校准系统的安装状态示意图；

图4是本实用新型校准系统的调整状态示意图。

图中：

1-安装箱 2-第二刻度盘 3-第一刻度盘 4-滑轨 5-安装支架

6-第三刻度盘 7-电源开关 8-第二校准标尺 9-第二校准标尺

10-应变传感器 11-重锤 O-穹顶圆心

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，是本实用新型提供的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，该校准系统包括：安装箱1、第一刻度盘3、第一校准标尺9、第三刻度盘6、滑轨4、安装支架5以及重锤11。其中，半圆形的第一刻度盘3设置在安装箱1的一侧面上，第一校准标尺9设置在安装箱1顶面上并与第一刻度盘3配合使用，重锤11悬挂在安装箱1的顶面中心；具有空气泡的第三刻度盘6设置于安装箱1顶面，第三刻度盘6的两侧分别设置滑轨4，每条滑轨4上均设有用于安装应变传感器10的安装支架5，安装支架可在滑轨上移动，保证应变传感器有足够的移动空间。

安装箱1为框架形结构，其规格根据应变传感器的大小确定。

第三刻度盘6安装在安装箱1的顶面中心处，第三刻度盘上的空气泡位于第三刻度盘6的中心位置。

两条滑轨4对称地设置于第三刻度盘6的两侧，且两条滑轨4的轴线与第一刻度盘3的盘面平行。

两个安装支架5的上端部形状与应变传感器10两端安装轴的截面形状相适配，以支承应变传感器10并保证应变传感器10安装的可靠性。两个安装支架5的相对位置应当保证应变传感器10与第三刻度盘6的空气泡位置相对正，从而保证应变传感器安装角度。安装支架5优选为弹性材料，便于与应变传感器10拆卸分离。

第一校准标尺9设置在安装箱1顶面的对称中心线上且与第一刻度盘3的盘面垂直，第一校准标尺9与第一刻度盘3的基点位置及标线位置相重合，保证读数的准确性。基点位置为第一刻度盘3的圆心位置，标线位置为第一刻度盘3的零度刻线。

安装箱1内还设有用于采集安装数据的数据采集模块、照明灯以及用于向数据采集模块和照明灯供电的电源。安装箱1上设有电源开关7，电源开关7至少两个，其一连接照明灯，补充安装箱内光源，保证在昏暗灯光下可以有效读数；其二连接数据采集模块，保证需要采集数据时可有效保存数据并集成。

本实用新型的安装箱、第一刻度盘、第一校准标尺、第三刻度盘、滑轨、安装支架、重锤、数据采集模块及电源在出厂前可以一体成型，这样能够节省现场安装时间，有效地降低现场人工成本，同时减少混凝土内空间占用问题。

本实用新型为了便于安装箱以任意的不同角度安装，也可在其它侧面安装刻度盘和与之对应并配合使用的核准标尺，如图1所示，例如，还可在安装箱的另一侧面设置第二刻度盘2及第二校准标尺8，第二刻度盘2和第二校准标尺8的安装位置和使用方法与第一刻度盘和第一核准标尺相同，此处不再赘述。

本实用新型还公开了利用上述校准系统进行校准的方法，包括如下步骤：

首先确定好应变传感器10的安装位置，根据测点安装标高计算出安装角度θ，如图2所示，图中

是指标高。将本实用新型与应变传感器10放置在所安装标高位置，保持第三刻度盘6的空气泡位置与应变传感器10方向位置对正，并保证第三刻度盘6所处平面与穹顶此方位法向切面相垂直，如图3所示。再将第一校准标尺9与第一刻度盘3基点位置重合且标线位置重合，保证此时观察者的视线与第一校准标尺9、第一刻度盘3在同一水平线上。调整角度，将安装箱1以此标高为基点沿穹顶此方位的法向切面旋转，并始终保持第三刻度盘6的空气泡位置处于应变传感器10方向位置上(即对正)，当重锤11与基线之间的角度调整至90^°-θ，保持安装箱1不动，如图4所示。通过滑轨4微调应变传感器10位置，将应变传感器10安装于辅助钢筋上，等待安装结束，将安装支架5与应变传感器10连接拆离，此时应变传感器10的安装角度指向核电安全壳穹顶圆心O。

可见，本实用新型提供的上述校准系统不会受到空间及信号影响，确保应变传感器能够精准指向核电安全壳穹顶中心，保证穹顶区域应变监测的准确性，能够有效保证后期核电预应力长期损失的数据有效性，为后期核电定期安全审查提供可靠的数据库。而且，本实用新型的校准系统能够大大减少现场安装的工作量，并有效降低现场人工成本；同时该校准系统可以实时拆卸，拆除后能够循环利用。本实用新型的校准系统可以适用于建筑结构中较为狭窄的区域及大型复杂结构中。

以上所述仅为本实用新型的较佳具体实施方式，但是本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员根据本实用新型所揭露的技术方案及其实用新型构思，进行等同替换或改变，所获得的技术方案都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于，该校准系统包括：安装箱(1)、第一刻度盘(3)、第一校准标尺(9)、第三刻度盘(6)、滑轨(4)、安装支架(5)以及重锤(11)；其中，所述第一刻度盘(3)设置在所述安装箱(1)的一侧面上，所述第一校准标尺(9)设置在所述安装箱(1)顶面上并与所述第一刻度盘(3)配合使用，所述重锤(11)悬挂于所述安装箱(1)的顶面中心；具有空气泡的所述第三刻度盘(6)设置于所述安装箱(1)顶面，所述第三刻度盘(6)的两侧分别设置所述滑轨(4)，每条所述滑轨(4)上均设有可沿其移动并用于安装应变传感器(10)的所述安装支架。

2.根据权利要求1所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：所述第三刻度盘(6)安装在所述安装箱(1)的顶面中心处，所述空气泡位于所述第三刻度盘(6)的中心位置。

3.根据权利要求2所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：两条所述滑轨(4)对称地设置于所述第三刻度盘(6)的两侧，且两条所述滑轨(4)的轴线与所述第一刻度盘(3)的盘面平行。

4.根据权利要求3所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：两个所述安装支架(5)的上端部形状与所述应变传感器(10)两端安装轴的截面形状相适配，所述安装支架(5)与所述应变传感器(10)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：所述应变传感器(10)与所述第三刻度盘(6)的空气泡位置相对正。

6.根据权利要求5所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：所述第一校准标尺(9)设置在所述安装箱(1)顶面的对称中心线上且与所述第一刻度盘(3)的盘面垂直，所述第一校准标尺(9)与所述第一刻度盘(3)的基点位置及标线位置相重合。

7.根据权利要求6所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：所述第一刻度盘(3)为半圆形。

8.根据权利要求7所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：所述安装箱(1)内还设有用于采集安装数据的数据采集模块、照明灯以及用于向所述数据采集模块和照明灯供电的电源。

9.根据权利要求8所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：所述安装箱(1)、第一刻度盘(3)、第一校准标尺(9)、第三刻度盘(6)、滑轨(4)、安装支架(5)、重锤(11)、数据采集模块及电源一体成型。

10.根据权利要求9所述的用于核电穹顶混凝土应变传感器安装多自由度校准系统，其特征在于：所述安装箱的其它侧面还安装有刻度盘和与之对应并配合使用的校准标尺。

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