PL95964B1 - Sposob laczenia tansometrow z podlozem - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób laczenia ten- sometrów z podlozem sprezystym z materialu prze¬ wodzacego prad elektryczny.

Tenisoimeibr, wedlug Stybuirski W.: „Prizelworniki tensometrydzne. Konstrukcja, projektowanie, uzyt¬ kowanie" WNT, 1971, jest elementem sluzacym do posredniego pomialru odksztalcen liniowych, reali¬ zowanego poprzez pomiar zmian jego opornosci czynnej. Podstawa wykorzystania tensometrów opo¬ rowych jest liniowa zaleznosc opornosci przewod¬ nika iod jego wydluzenia oraz proporcjonalnosc odksztalcen i naprezen w materialach spelniaja¬ cych prawo Hooke'a.

Stosunkowo dawno znane zalety metody okresla¬ nia odksztalcen' badanych obiektów przy uzyciu tensometrów (ipatmz: Hink K. Rohrbach: „Handibuch der Spamnungs und Dehnniuiiglsmessung" 1958, VDT Verlag oraz Rodinski T. „Zarys elektrycznej ten- someltrii oporowej", WNT, 1960) spowodowaly, ze jest ona stosowana nie tylko w badaniach wytrzy¬ malosciowych, lecz takze w posrednich pomiarach wielkosci meichanicznyich, takich jak sily, ciisnie- nda, drgania itp. Z samej zasady budowy i pracy Itensameitru wynika jeden z kilku zasadniczych wy¬ mogów jakie powinien on spelniac. Wymogiem ftym jest dokladne przenoszenie odksztalcen bada¬ nego obiektu na element oporowy czujnika* przy braku lub zmintaaiHIzowaniu wplywu, na zmiane jego opornosci, innych, poza mierzonym odksztal¬ ceniem, czynników. Poniewaz najczesciej stosowa¬ nym sposobem polaczenia tensometai z badanym podlozem jest ich sklejenie, oznacza rto jak wazny jest sposób klejenia, a zatem i stasowana tech¬ nologia.

Ogólnie mozna stwierdzic, ze sMeiina jest jedrnym z najwazniejszych elementów wplywajacych na do¬ kladnosc pomiaru. Stanowi ona, juz podczas sa¬ mego pomiaru, warstwe majaca wplyw na zmiane (wspólczynnika czulosci odksztalceniowej k, który jest najwazniejszym czynnikiem charakteryzuja¬ cym tensometr i wplywajacym na dokladnosc po¬ miarów.

Dotychczas nie opracowano jednoznacznych i je¬ dnakowych w zastosowaniu swiatowym warunków, precyzujacych w szczególowy sposób wymagania oraz metody badania naklejanych tensomeforów oporowych. Pewne informacje na ten temat za¬ warte sa w publikacjach: Oompte rendu de* la Coffnmissdon d'Extensome£rie du GAMAC, Revue Francads de Me!cainique nr 9, 1964 oraz Puczkin B. J. „PrMeiwajemye tenizJodatcziki soprotiiwileni- ja", Izd. Eniergija, Moskjwa^i^rLingrad 1966.

Wydana w 1963 r. i powszechnie otoowd!azu|Jajca norma amerykanska NAS 945 .jest stosowania w Eurolpdie prtzez jednego producenta tensometrów, fir¬ me Hotrtainger Baild|win Messteohnik. Trwale pola¬ czenie tensometru z podlozem uzyskuje sie w wie¬ kszosci ptrzypadków za pomoca róznych klejów.

Najczesciej stosolwane kleje mozna podzielic, ze wzgledu na ilosc skladników sluzacych do ich 95 96495964 przygotowania na jednoskladnikowe i dwuskladni¬ kowe. Wsród klejów jednoskladnikowych rozróz¬ nia sie kleje samoschnace na bazie nitrocelulozo¬ wej, np. KTN-1, OB-300 lub samowiazace, na ba¬ zie cyjanokrylowiej, np. klej Z-70 produkowany przed fiirme EfoitttnggJr Baldwiri.

Kleje dwulskladnikowe mozna podzielic na kleje polimeryzujace w temperaturach otoczenia, np. pro¬ sty w. uzyciu X-60 firmy Hottinger oraz na poli¬ meryzujace w podwyzszonych temperaturach, na (bazie zywic epoxydowych lub fenolowych, np. EPY- -500 Hottingera, BWF-41 produkcji polskiej lub fcF-S produkcji ZSRR.

Do laczenia z podlozem tzw. tensometrów ce¬ mentowych stosuje sie specjalne cementy bedace na ogól tajemnica producenta. Oprócz stosowania metody sklejania, tensometr mozma polaczyc z po¬ dlozem przez bezposrednie zgrzewanie jego pod¬ kladki wykonanej z folii stalowej, do której przy¬ klejony jest tensometr, z badanym obiektem lub (tez, jak podano w opisie patentowym polskim nr 58434, przez bezklejowie mocojwanie tensometru do podloza warstwa czesciowo przez producenta (utwardzonej zywicy epoxydowo-fenoflowo-fonnai- dehydowej.

Jednakze laczenie tensometrów z podlozem po¬ przez sklejenie ich jest i wydaje sie, ze bedzie w przyszlosci, zdecydowanie najpowszechniejsze. Nie¬ zaleznie od doboru stosowanych klejów bardzo wiazne jest wlasciwe przygotowianoe powierzchni (badanych obiektów pod tensometr, laczenie powle¬ czonych klejem tensometru i podloza, wraz z usu¬ waniem pecherzy powietrza, a przede wszystkim, suszenie.

Kileje samoschnace, na bazie niitrocettulozowej ta¬ fcie jak: KTN*1 i OB-300 nie wymagaja podwyz¬ szonych temperatur. Czas ich wysychania od mo¬ mentu polaczenia ze soba powierzchni klejonych, do chwili wykonywania dalszych operacji, np. lu¬ towanie przewodów, nie pmzekrama 0,5 h. Pelna gotowosc pomiarowa uzyskuje sie jednak dopiero„ po okolo 24 h. Wymienione fcteje oraz inne klleje (tej grupy maja szereg wad. Sa nimi przede wszy¬ stkim, maly zakres temperatur uzytkowania od —410 — -f40°C, duza wrazliwosc na wilgotnosc otoczenia, duze pelzanie i pogarszanie sie wlasnos¬ ci podczas pracy w cieczach, (pata: Stytaursiki W.: „Przetworniki tensometryczne. Konstrukcja, pro- jeMowanie, uzytkowanie" WNT 1971 oraz Roliniski Z,: „Zarys elektrycanej tensoimetrii oporowej" WNT 1&66).

Dla przetworników tensometrycznych, czyli urza¬ dzen sluzacych pomiairom wielkosci mechani'cznych, jest tto temperatura na ogól za mala. Zaleznosc wlasnosci - fizycznych tych klejów od zmian wil¬ gotnosci czyni ograniczona lub utrudniona mozli¬ wosc ich zastosowan do badan na obiektach w przestrzeni otwottbej. Suszenie klejów dwuskladni¬ kowych, utiwairdizajacyoh sie na drodze poOimery- fcAoji, jest procesem dlugim, wymagajacym posia¬ dania okreslonych mozliwosci technicznych. Pozo¬ stale z wymienionych klejów polimeryzujacych, a wiec EPY-500, BWF-41, BF-2, wymagaja dosc dftugtego otoesu schm<*c$a w po^yzsaonej tettape- iraJturze, nie przekraczajacej 190°C i dodatkowo (stosowanie w tym czasiie równomiernego docisku.

Suszenie odbywa sie najczesciej w suszarkach, a studzenie powinno przebiegac powoli, najlepiej wraz z suszarka. Suszenie za pomoca suszarek liub promienników podczerwieni, jest uciazliwe a nie¬ kiedy niemozliwe, w przypadkach obiektów bardzo duzych oraz pracujacych na powietrzu, zwlaszcza przy duzej ilosci punktów pomiarowych.

Sposób laczenia tensometrów z podlozem spre¬ zystym wedlug wynalazku polega na tym, ze war- istwa kleju pomiedzy tensometrem a podlozem spre¬ zystym z materialu przewodzacego utwardzana jest za pomoca pola elektrycznego, wytwarzanego przez generator, którego elementem obwodu wyjsciowe¬ go jest podloze sprezyste, klej i tensometr. Jako kleje stosuje sie kleje o wlasnosciach dielektrycz¬ nych.

W sposobie wedlug wynalazku pokrywa sie kle¬ jem spodnia czesc podkladki tensometru foliowe¬ go i naklada na oczyszczona pod tensometr po¬ wierzchnie badanego obiektu powleczona cienka warstewka .tego samego kleju. Za pomoca uchwytu wywiera sie niewielki docisk tensometru do pod¬ loza* Do uchwytu zamocowana jest metalowa ele¬ ktroda kondensatora. Druga elektrode stanowi pod¬ loze. Obydwie elektrody sa polaczone przewodami z generatorem mocy wysokiej czestotliwosci.

^ Sposób wedlug wynalazku zapewnia skrócenie czasu nagrzewania z kilku godzin do kilku minut.

Umozliwia laczenie, nawet bardzo wielu tenso¬ metrów z podlozem, przy uzyciu urzadzen latwo dostepnych i prostych w obsludze oraz pozwala na klejenie w róznych warunkach zewnetrznych i przy róznych wielkosciach obiektów.

Przyklad. Spodnia czesc podkladki tenso¬ metru foliowego typu FKM-16 pokrywa sie kle¬ jem BWF-41 i uklada na mechanicznie i chemicz- 40 nie oczyszczonym niewielkim kawalku blachy alu¬ miniowej powleczonej cienka warstwa tego sa¬ mego kleju. Tak przygotowane, tensometr i bla¬ che umieszcza sie w uchwycie umozliwiajacym wy¬ warcie niewielkiegio docisku tensometru do podloza, 45 w którym zamontowana jest takze jedna z elekltrod kondensatora, w postaci plytki kolowej z cienkiej blachy miedzianej.

Druga elektrode stanowi blacha aluminiowa, z na¬ klejonym na niej tensometrem. Obydwie elektrody 50 laczy sie przewodami miedzianymi z generatorem mocy wysokiej czestotliwosci. Próby przeprowadzo¬ no dla zakresu czestotliwosci f — 5 -i- 50 MHz, przy napieciu wyjsciowym Uw zmieniajacym sie od 50 H- 500 V. Efekt utwardzenia kleju uzyskany 55 jest przy f = 10 MHz i Uw = 450 V; wielkosc nacisku na klej zawierala sie w przedziale 1 -i- 3 kG/cm2. Efektywny czas grzania wynosi 3,5 min. 60

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób laczenia tensometrów z podlozem spre¬ zystym z materialu przewiodzacego, na drodze u- twardzania kleju tensometrycznego za pomoca po- 65 ja elekftryicanego, znamienny tym, ze tensometr la-95964 5 6 ozy sie z podlozem sprezystym klejem sftainowla- nansowego generatora wysokiej czestotliwosci, przy cyim dielektryk miedzy elektrodami kondensatora, cizym jedna z okladzin kondensatora jest elemen- bedacego elementem wyjsciowego obwodu rezo- tern odksztalcanym.