埋入式電阻應變計的製作方法
2023-06-24 02:36:36 1
專利名稱：埋入式電阻應變計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種埋入式電阻應變計。
背景技術：
隨著高強、高性能混凝土技術的發展和應用，混凝土結構或構件的早齡期開裂、月艮役前即發生損傷的現象極為普遍。為了克服這一缺陷，提高混凝土材料的早期抗裂性能，必須首先對其早齡期所發生的變形(應變)加以精確把握。然而由於處於凝結硬化初期的水泥基材料的物性快速發展、表面質量不穩定，導致常用的微變形測量儀器(如接觸式位移計、附著應變計、粘貼式應變片)難以適用。其主要原因在於:此期間的水泥基材料試件強度較低且表面潮溼，上述所列應變測量儀器難以安裝就位和準確控制；應變測量儀器對試件所產生的接觸壓對測量結果影響較大。近年提出的非接觸式微變形測量儀器(如雷射位移計、渦電流位移計)雖然在克服上述接觸式儀器的缺陷方面具備一定優勢，但卻存在設置繁瑣、使用不便、對測量環境要求嚴格、易受電、磁場幹擾及使用成本高等不足之處。且上述微變形測量儀器均設置於待測體外部，其溫度履歷不同於待測體(此處指水泥基材料)內部的溫度履歷，因此所獲得的變形測量結果需加以修正。
發明內容為了克服現有微變形測量儀器存在的設置繁瑣、使用不便、對測量環境要求嚴格、易受電、磁場幹擾及使用成本高且設置於待測體外部其測定結果需修正等缺點，本實用新型提供一種埋入式電阻應變計。本實用新型採用的技術方案是:埋入式電阻應變計，其特徵在於:包括由矽橡膠和矽砂粉混合製成的包覆層和電阻應變片，所述的電阻應變片埋設在所述的包覆層內，所述的電阻應變片連有引出導線，所述的電阻應變片的三根引出導線沿長度方向從包覆層的同一端引出。進一步，所述的埋設在包覆層內的連有引出導線的電阻應變片是在包覆層製作過程中埋設進去的。進一步，所述的包覆層的長度尺寸為80 100mm，寬度尺寸為12臟，厚度尺寸為3mm ο進一步，所述的電阻應變片的長度尺寸為70 100mm，寬度尺寸為10mm。本實用新型所述的埋入式電阻應變計的製作方法:在保證埋入式電阻應變計的彈性模量不大於20MPa的前提下，將矽橡膠與矽砂粉按一定比例均勻混合，分厚度相同的上下兩層注入預先準備好的內腔尺寸為(80 110)_X12_X3mm的鋁合金模器內；下層澆注完稍幹後將連有引出導線的電阻應變片攤鋪於其表面，然後澆註上層。待上層稍幹後在其表面適當加壓，以便使包覆層與電阻應變片粘結完好。最後將成型後的模器靜置於溫度為35°C、相對溼度為50%的環境中養護約10h，使包覆層完全固化後即成。本實用新型所述的埋入式電阻應變計 的測量標距為60 90mm、解析度為IX 10_6 (με);彈性模量約為IOMPa。本實用新型中還可將熱電偶作為埋入式電阻應變計的附加器件植入其內部，用於同時監測混凝土的內部溫度。本實用新型使用時，將混凝土試件澆築時即將埋入式電阻應變計埋入其內部中心位置，並引出連接導線，與數據採集儀連接，從而實時監測混凝土試件的自收縮。本實用新型的有益效果體現在:可以有效地測定水泥基材料早齡期的體積變化變形，尤其是可以實現水泥基材料初凝後的應變精確測量；埋入式電阻應變計的溫度履歷與被測體完全相同，從而避免了因溫度履歷不同而影響測量結果；且本實用新型所用材料易得，製作工藝簡單，使用方便，測量精度高；改變了既有測量技術設置繁瑣、幹擾因素多、操作困難等的缺陷和不足。
圖1是本實用新型整體結構示意圖。圖2是本實用新型工作狀態示意圖。圖3是採用本實用新型與採用位移傳感器所獲得的混凝土早齡期體積變化測量結果對比示意圖。a曲線為採用本實用新型埋入式電阻應變計獲得的混凝土早齡期體積變化測量結果;b曲線為採用位移傳感器獲得的混凝土早齡期體積變化測量結果。
具體實施方式
參照圖1和圖2，埋入式電阻應變計，包括由矽橡膠和矽砂粉混合製成的包覆層I和電阻應變片2，所述的電阻應變片2埋設在所述的包覆層I內，所述的電阻應變片2連有引出導線3，所述的電阻應變片2的三根引出導線3沿長度方向從包覆層I的同一端引出。進一步，所述的埋設在包覆層I內的連有引出導線3的電阻應變片2是在包覆層I製作過程中埋設進去的。進一步，所述的包覆層I的長度尺寸為80 100mm，寬度尺寸為12mm，厚度尺寸為3mm ο進一步，所述的電阻應變片2的長度尺寸為70 100mm，寬度尺寸為10mm。本實用新型所述的埋入式電阻應變計的製作方法:在保證埋入式電阻應變計的彈性模量不大於20MPa的前提下，將矽橡膠與矽砂粉按一定比例均勻混合，分厚度相同的上下兩層注入預先準備好的內腔尺寸為(80 110)_X12_X3mm的鋁合金模器內；下層澆注完稍幹後將連有引出導線的電阻應變片2攤鋪於其表面，然後澆註上層。待上層稍幹後在其表面適當加壓，以便使包覆層與電阻應變片粘結完好。最後將成型後的模器靜置於溫度為35°C、相對溼度為50%的環境中養護約10h，使包覆層完全固化後即成。本實用新型所述的埋入式電阻應變計的測量標距為60 90mm、解析度為1Χ10_6 (με);彈性模量約為IOMPa。本實 用新型中還可將熱電偶作為埋入式電阻應變計的附加器件植入其內部，用於同時監測混凝土的內部溫度。[0024]本實用新型使用時，將混凝土試件6澆築時即將埋入式電阻應變計埋入其內部中心位置，並引出連接導線3，與數據採集儀5連接，從而實時監測混凝土試件的自收縮。參照圖3，為了凸顯埋入式電阻應變計的變形測量效果和優勢，同時採用高精度位移傳感器4對同一試件的自收縮實施外部測量。圖3分別採用埋入式電阻應變計和位移傳感器4對同一混凝土試件實施自收縮測量的試驗結果。這一對照試驗發現，I天前二者的應變數據基本對應相等；之後埋入式電阻應變計所採集的應變值略大於對應時刻高精度位移傳感器4所獲得的數據，最大差值約15Χ10_6(μ ε )，不到相應測值的10%。由於高精度位移傳感器4接觸壓的存在，使其難以適用於初凝後終凝前期間的變形測量。此外，高精度位移傳感器4所採集的數據曲線包含很多的「平臺」(即某時段內所採集的應變無變化)，這反映了埋入式電阻應變計較高精度位移傳感器4具有更好的應變跟蹤性，即實時反映微小變形的效果更佳。本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本實用新型的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳 述的具體形式，本實用新型的保護範圍也及於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.埋入式電阻應變計，其特徵在於:包括由矽橡膠和矽砂粉混合製成的包覆層和電阻應變片，所述的電阻應變片埋設在所述的包覆層內，所述的電阻應變片連有引出導線，所述的電阻應變片的三根引出導線沿長度方向從包覆層的同一端引出。
2.如權利要求1所述的埋入式電阻應變計，其特徵在於:所述的埋設在包覆層內的連有引出導線的電阻應變片是在包覆層製作過程中埋設進去的。
3.如權利要求1或2所述的埋入式電阻應變計，其特徵在於:所述的包覆層的長度尺寸為80 100mm,寬度尺寸為12mm,厚度尺寸為3mm。
4.如權利要求3所述的埋入式電阻應變計，其特徵在於:所述的電阻應變片的長度尺寸為70 100m m，寬度尺寸為10_。
專利摘要本實用新型公開了一種埋入式電阻應變計，包括由矽橡膠和矽砂粉混合製成的包覆層和電阻應變片，所述的電阻應變片埋設在所述的包覆層內，所述的電阻應變片連有引出導線，所述電阻應變片的三根引出導線沿長度方向從包覆層的同一端引出；所述的埋設在包覆層內的連有引出導線的電阻應變片是在包覆層製作過程中埋設進去的。本實用新型具有更好的應變跟蹤性，即實時反映微小變形的效果更佳。
文檔編號G01B7/16GK203083520SQ20122074181
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者楊楊, 江晨暉, 曾洪波 申請人:浙江工業大學