CN216246921U - 应力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应力传感器，包括：弹性筒以及设置于弹性筒内壁的至少三组应变片；应变片沿平行于弹性筒轴向延伸；应变片在弹性筒内壁沿周向等间隔设置。实现对地下测量体不同方向应力变化的监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及应力检测技术领域，更具体地，涉及一种应力传感器。
背景技术
应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。地应力应变检测是地震临震预测预报的关键。地应力应变传感器是检测地应力应变的最主要的检测仪器。
目前使用的地应力应变传感器大多是电感应力应变仪或电容应力应变仪，它们可将地应力的大小转换为电信号输出。
现有地应力应变传感器的产品成本很高，不适合大规模布设。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种应力传感器，实现对地下测量体不同水平方向应力变化的监测。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种应力传感器，包括：弹性筒以及设置于所述弹性筒内壁的至少三组应变片；
所述应变片沿平行于所述弹性筒轴向延伸；
所述应变片在所述弹性筒内壁沿周向等间隔设置。
可选地，每组所述应变片包括两个所述应变片。
可选地，所述应变片为半导体电阻应变片。
可选地，所述应变片与所述弹性筒的内壁粘贴固定。
可选地，所述弹性筒的两端密闭，且所述弹性筒的一端设有引线出口。
可选地，所述应变片包括引出线，所述引出线从所述引线出口引出。
可选地，所述引线出口设有密封结构件。
可选地，所述弹性筒为不锈钢圆筒。
可选地，还包括测量电路，每个应变片的所述引出线均与所述测量电路电连接。
本实用新型的有益效果在于：
通过在弹性筒内设置至少三组应变片，当测量体的应变或应力状态发生变化，导致弹性筒内壁的应变状态也会相应变化，应变片即可分别感受弹性筒内部不同方向的应变状态，进而反应出测量体的应力变化和方向，本实用新型性能较好且底成本很低，所以可以高密度成网布设，用于精密测量特定区域应力场，还可以单独使用。
本实用新型的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种应力传感器的内部结构剖视图示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种应力传感器的内部结构剖视图示意图。
如图1所示，一种应力传感器，包括：弹性筒1以及设置于弹性筒1 内壁的至少三组应变片2；
应变片2沿平行于弹性筒1轴向延伸；
三组应变片2在弹性筒1内壁沿周向等间隔设置。
本实施例中，每组应变片2包括两个应变片2。应变片2为半导体电阻应变片2。应变片2与弹性筒1的内壁粘贴固定。
弹性筒1的两端密闭，且弹性筒1的一端设有引线出口。
应变片2包括引出线(未示出)，引出线从引线出口引出。
引线出口设有密封结构件。
弹性筒1为不锈钢圆筒。
还包括测量电路，每个应变片2的引出线均与测量电路电连接。
具体实时过程中，以一个不锈钢圆筒作为弹性元件，埋设于数米或数十米深的测量体内，测量体的应变或应力状态的变化，导致弹性筒1的面积或形状发生变化，内壁的应变状态也会相应变化。
在弹性筒1的内部，粘贴三组半导体应变片2。它们相隔120度，以分别感受弹性筒1内部不同方向的应变状态。
如图1：当测量体内的应变状态或应力状态随时间而变化时，三组应变片2的电阻值也随之变化。由此可以通过弹性力学的有关公式，由三个元件的测值变化，通过联立方程式求解，计算出测量体内的应变状态或应力的相对变化(最大主应力，最小主应力、最大主应力的方位角这三个未知数)。
当该传感器埋设铅直向测量体钻孔中时，弹性筒1的内壁的应变状态的变化与测量体水平向的力学状态的变化，有直接的对应关系，如下式所表示：
εθi＝A(σ1+σ2)+B/Em(σ1-σ2)cos2θi
式中，A，B分别为一基本恒定的系数，取决于弹性筒1的材料性质与尺寸，σ1、σ2为测量体最大主应力，最小主应力，ε1、ε2为测量体最大主应变，最小主应变，Em为测量体的弹性模量，θi为第i号元件至最大主应力之间的方位角。
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (5)
1.一种应力传感器，应用于地震临震预测中对数米或数十米深的地下测量体不同水平方向应力变化的监测，其特征在于，包括：
弹性筒以及设置于所述弹性筒内壁的至少三组应变片，每组所述应变片包括两个应变片，所述应变片为半导体电阻应变片；
至少三组所述应变片在所述弹性筒内壁沿周向等间隔设置；
所述应变片沿平行于弹性筒的轴向延伸；
所述弹性筒的两端密闭，且所述弹性筒的一端设有引线出口；
所述应变片包括引出线，所述引出线从所述引线出口引出。
2.根据权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述应变片与所述弹性筒的内壁粘贴固定。
3.根据权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述引线出口设有密封结构件。
4.根据权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述弹性筒为不锈钢圆筒。
5.根据权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，还包括测量电路，每个应变片的所述引出线均与所述测量电路电连接。
Priority Applications (1)
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| CN202120319096.3U CN216246921U (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 应力传感器 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN216246921U true CN216246921U (zh) | 2022-04-08 |
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ID=80939315
Family Applications (1)
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115479711A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-16 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种地下工程三维应力的硬壳包体应力计及监测系统 |
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2021
- 2021-02-04 CN CN202120319096.3U patent/CN216246921U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115479711A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-16 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种地下工程三维应力的硬壳包体应力计及监测系统 |
| US11821805B1 (en) | 2022-10-19 | 2023-11-21 | Institute Of Rock And Soil Mechanics, Chinese Academy Of Sciences | Hard-shell inclusion strain gauge and high frequency real-time monitoring system for 3D stress in surrounding rockmass of underground engineering |
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