液位式應變傳感器的製造方法
2023-12-03 00:54:56
液位式應變傳感器的製造方法
【專利摘要】一種液位式應變傳感器，由空心應變體、液體、導管、液位測量裝置組成。空心應變體由彈性材料製成，埋置於混凝土內部，內部填充液體，導管的一端與空心應變體相通，另一端引出混凝土並固定於混凝土外表面。液位測量裝置獨立放置。當測點處混凝土發生應變時，空心應變體會隨之發生變形，自身體積的變化會導致導管外露端的液面高度變化。根據液面高度變化量、導管和應變體的幾何尺寸可以換算出應變值。
【專利說明】液位式應變傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是傳感器領域的一種應變傳感器裝置，特別是一種液位式應變傳感器。
【背景技術】
[0002]應變是反映結構在荷載作用下局部受力狀況的關鍵指標，是結構安全狀態的主要參數。因此，在混凝土結構的施工及使用過程中，對應變進行長期、實時、在線監測，對保證結構安全具有重要意義。在混凝土結構中，要求應變傳感器的精度滿足有關規範要求、工作溫度滿足建設地點的最低和最高溫度要求、抗電磁幹擾強、耐久性好。目前使用的應變傳感器包括電阻應變計、鋼弦應變計、光纖光柵應變傳感器等。但電阻應變計易受電磁幹擾、易漂移、壽命較短，鋼弦應變計的缺陷是零漂和溫度漂移比較明顯，一般鋼弦零漂3?5Hz/3個月、溫度漂移3?4Hz/10°C，正常使用期僅為3年左右。目前比較流行的是採用光纖光柵應變傳感器，它利用光學原理，通過測定光柵的變化來測取相應的應變。與電阻應變計相比具有可靠性高、穩定性好、準確度高、抗電磁幹擾能力強、耐腐蝕、質量輕、便於組成遠距離遙測網絡等優點。經對現有技術文獻的檢索發現，中國專利，申請號:01129192.3，專利名稱:「混凝土結構埋入式光纖應變傳感頭」，公開了一種可用於鋼筋混凝土結構的埋入式光纖應變傳感器，其結構包括隔離套管、彈性密封連接段、裸光纖應變傳感裝置以及引出光纖等，其缺陷是:光纖傳感器的長期穩定性和可靠性受到兩個主要因素的限制:光源輸出光功率的漂移和光纖保護層的老化，尤其是位於待測區域的探頭、敏感光纖和接續光纖的保護層老化問題更為嚴重。因此，光纖裝置的正常使用壽命也只有十五年左右。而混凝土結構的設計使用期一般在五十年，甚至一百年，如果要對結構的內部應變狀況進行長期監測，就需要開發一種使用壽命更長、更加可靠耐用的應變傳感器。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種液位式應變傳感器。
[0004]本發明的結構由空心應變體、液體、導管、液位測量裝置組成。空心應變體埋置於混凝土內部，內部填充液體，導管的一端與空心應變體相通，另一端引出混凝土並固定於混凝土外表面。液位測量裝置獨立放置。
[0005]所述的空心應變體，由彈性材料製成，外表面與混凝土固結。
[0006]本結構的原理在於:小體積的空心應變體埋置於應變測點處，當混凝土發生應變時,空心應變體會隨之發生變形，自身體積的變化導致內部所能容納液體的體積發生變化，這一變化會反映到導管外露端的液面高度變化上。當應變體被拉長時，內部吸納的液體增多，液面就會下降。反之則液面會上升。通過液位測量裝置(如超聲波液位計、光電液位計、光纖液位計等)精確測定液面高度的變化量之後，根據導管和應變體的幾何尺寸，就可以換算出該處的應變值。
[0007]本發明結構簡單，便於維護，可靠耐用，使用壽命長，不受腐蝕、電磁波等的影響。【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]附圖1為液位式應變傳感器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
[0010]首先將體積微小的空心應變體I埋置於混凝土內部的應變測點處，布置一個導管2，其一端與空心應變體I相通，另一端引出混凝土並固定於混凝土外表面。當測點處混凝土發生應變時，空心應變體I會隨之發生變形，自身體積的變化導致內部所能容納液體3的體積發生變化，這一變化會反映到導管2外露端的液面高度變化上。當應變體I被拉長時，內部吸納的液體3增多，液面就會下降。反之則液面會上升。通過液位測量裝置4(如超聲波液位計、光電液位計、光纖液位計等)可以精確測定液面高度的變化量，然後根據應變體I的內部尺寸和導管2的尺寸就可以換算出該處發生的應變值。
【權利要求】
1.一種液位式應變傳感器，其特徵在於，結構由空心應變體、液體、導管、液位測量裝置組成，空心應變體埋置於混凝土內部，內部填充液體，導管的一端與空心應變體相通，另一端引出混凝土並固定於混凝土外表面，液位測量裝置獨立放置。
2.如權利要求1所述的液位式應變傳感器,其特徵是，所述的空心應變體，由彈性材料製成，外表面與混凝土固結。
【文檔編號】G01B13/24GK103968784SQ201310045525
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月6日 優先權日:2013年2月6日
【發明者】王藝霖, 楊勇良 申請人:源一建築科技(上海)有限公司