專利名稱：一種表面粘貼型振弦式鋼筋應變計的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于土木工程測試儀器領域，涉及振弦式應變計、軸力計領域，尤其一 種測量鋼筋、錨桿的應力應變的表面粘貼型振弦式鋼筋應變計。
背景技術：
目前，利用諧振原理設計的振弦式鋼筋應變計測量鋼筋應變是廣泛采用的方法。 該方法在使用過程中，針對不同的使用條件進行了大量的改進，大幅提高了測量精度和實 用性。這類應變計設計簡單，能夠滿足一定的工程測量需要。但是有如下不足之處(1)傳統(tǒng)的鋼筋應變計(應力計)外形為圓柱形，使用時需要截斷錨桿、鋼筋，將其 焊接或者通過螺紋連接在截斷部位，測量時隨著外力的變化，應變計直接受到應力作用，所 以安裝較為復雜。(2)這類鋼筋應變計使用時需要截斷錨桿、鋼筋，破壞了鋼筋和錨桿的完整性，降 低了錨桿、鋼筋的強度。(3)此類鋼筋應變計與錨桿、鋼筋連接的部位，由于鋼筋與應變計截面尺寸不一致 及安裝要求的限制，容易產(chǎn)生應力集中，使得應變計測量結(jié)果與錨桿、鋼筋受到的實際應力 產(chǎn)生誤差，降低了測量精度。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種克服現(xiàn)有應變計的不足，根據(jù)諧振原理設計出能 夠測量鋼筋軸向應變的應變計，并且加工方便，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉的表面粘貼型振弦式鋼 筋應變計。本實用新型的技術方案是一種表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，該應變計由上部 腔室，下部腔室，信號拾取裝置和信號傳輸系統(tǒng)構(gòu)成；其中，上部腔室和下部腔室通過螺紋連接在一起；所述信號拾取裝置由金屬貼片，振弦支架，振弦和振弦夾緊裝置構(gòu)成；所述振弦通 過振弦夾緊裝置固定在振弦支架上，所述振弦支架沿長度方向固定在所述金屬貼片的上表 面中軸線位置上，所述金屬貼片與所述下部腔室的底部固接；所述信號傳輸系統(tǒng)包括由線圈，導線連接件，電流線和線圈鐵芯構(gòu)成；所述線圈和 線圈鐵芯固定在上部腔室中，線圈頂部安裝有導線連接件，線圈通過導線連接件與電流線 連接。所述金屬貼片的橫截面為半圓形或弧形。所述上部腔室和所述下部腔室的外層設有橡膠套，避免了外部砂漿或混凝土等結(jié) 構(gòu)變形對應變計的擠壓，使測得的鋼筋應變及軸力的精度較高。所述上部腔室設有屏蔽線，用于屏蔽外部磁場干擾。屏蔽線與上部腔室直接連接， 外部雜散電磁場通過金屬的上部腔室傳導至屏蔽線，從而保護傳感器內(nèi)部的微弱電磁場不 受外界影響。[0014]所述上部腔室和所述下部腔室為金屬材質(zhì)。本實用新型的有益效果是由于采用上述技術方案，本實用新型在用于測量時直 接粘貼在鋼筋或錨桿表面，可適用于不同規(guī)格的鋼筋，不需要截斷錨桿、鋼筋，同時可減小 或避免周邊砂漿或混凝土等結(jié)構(gòu)變形對其產(chǎn)生的影響，可準確測量鋼筋或錨桿的變形、受 力狀態(tài)；而且本實用新型加工、使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。
圖1是本實用新型表面粘貼型振弦式鋼筋應變計的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型表面粘貼型振弦式鋼筋應變計剖面圖。圖3是本實用新型應變計上下腔室連接示意圖。圖4是本實用新型導線連接件詳圖。圖中1.鋼筋2.金屬貼片3'.上部腔室3.下部腔室4.振弦支架5.線圈6.導線連接件7.電流線具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型如圖1、圖2所示，本實用新型一種表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，該應變計包括 上部腔室3'，下部腔室3，信號拾取裝置和信號傳輸系統(tǒng)組成；其中，信號拾取裝置由金屬貼片2，振弦支架4，振弦10和振弦夾緊裝置11構(gòu)成； 振弦10通過振弦夾緊裝置11固定在振弦支架4上，振弦支架4沿長度方向固定在金屬貼 片2的上表面中軸線位置上，金屬貼片2固接在下部腔室3的底部；金屬貼片2的下表面通 過粘結(jié)劑13與鋼筋1粘貼；信號傳輸系統(tǒng)包括由線圈5、導線連接件6、電流線7和線圈鐵芯9構(gòu)成；線圈5和 線圈鐵芯9固定在上部腔室3'上，線圈5頂部安裝有導線連接件6，線圈5通過導線連接 件6與電流線7連接，導線連接件6上連接有屏蔽線8 ；上部腔室3'和下部腔室3通過螺紋40連接在一起；上部腔室3'和下部腔室3 外表面設有橡膠套12。如圖3所示，本實用新型的應變計上下腔室采用螺紋40連接方式。如圖4所示，本實用新型的電流線7、屏蔽線8與導線連接件6的連接方式。在測量時，將應變計金屬貼片2用粘結(jié)劑13與待測鋼筋1直接粘貼。當鋼筋1應力 變化時，金屬貼片2即感受應力而產(chǎn)生變形，從而帶動兩個振弦支架4向兩側(cè)拉開，振弦10 被拉緊，振弦10固有頻率發(fā)生改變，根據(jù)振弦頻率的變化量可間接測量應變及應力大小。表面粘貼型振弦式鋼筋應變計采用間歇激勵方式，線圈鐵芯9上繞有一個線圈5， 線圈5中無電流時，線圈鐵芯9對振弦10無吸引力。當線圈5中通過一個脈沖電流，線圈5
8.屏蔽線
9.線圈鐵芯
10.振弦
11.振弦夾緊裝置
12.橡膠套
13.粘結(jié)劑 40.螺紋中的線圈鐵芯9會對振弦10產(chǎn)生引力而使振弦10繃緊，當脈沖電流消失后，振弦10即被 松開產(chǎn)生振動，產(chǎn)生的感應電流從電流線7中輸出；粘貼在鋼筋1上的金屬貼片2隨著鋼筋 1的受力而變形，振弦支架4之間的距離產(chǎn)生變化，即振弦10的長度變化，從而振弦10的固 有頻率改變，通過測量感應電流頻率來間接測量鋼筋1的應變和應力。應變計中的屏蔽線8與上部腔室3'相連，這樣，上部腔室3'將盒體內(nèi)產(chǎn)生電磁 場的區(qū)域與外界隔離開，可以屏蔽外界電磁場對應變計內(nèi)部電磁場的干擾，因為振弦振蕩 產(chǎn)生的感應電流很微弱，必須對外界磁場干擾進行屏蔽，才能保證測量精度。下部腔室(3)規(guī)格與鋼筋斷面參數(shù)有關，使用時根據(jù)鋼筋規(guī)格選擇對應規(guī)格的下 部腔室，并與上部腔室組合形成完整的表面粘貼型振弦式鋼筋應變計。以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的 較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作 的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，其特征在于，該應變計包括上部腔室(3′)，下部腔室(3)，信號拾取裝置和信號傳輸系統(tǒng)構(gòu)成；其中，上部腔室(3′)和下部腔室(3)通過螺紋(40)連接在一起；所述信號拾取裝置由金屬貼片(2)，振弦支架(4)，振弦(10)和振弦夾緊裝置(11)構(gòu)成；所述振弦(10)通過振弦夾緊裝置(11)固定在振弦支架(4)上，所述振弦支架(4)沿長度方向固定在所述金屬貼片(2)的中軸線位置上，所述金屬貼片(2)固接在所述下部腔室(3)的底部；所述信號傳輸系統(tǒng)由線圈(5)，導線連接件(6)，電流線(7)和線圈鐵芯(9)構(gòu)成；所述線圈(5)和所述線圈鐵芯(9)與所述上部腔室(3′)固接，所述線圈(5)頂部設有所述導線連接件(6)，所述線圈(5)通過所述導線連接件(6)與所述電流線(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，其特征在于，所述金屬貼片 (2)的橫截面為半圓形或弧形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，其特征在于，所述上部腔室 (3')和所述下部腔室(3)的外層設有橡膠套(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，其特征在于，所述上部腔室 (3')設有屏蔽線(8)，通過所述導線連接件(6)與所述上部腔室(3‘)進行連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，其特征在于，所述上部腔室 (3')和所述下部腔室(3)為金屬材質(zhì)。
專利摘要本實用新型一種表面粘貼型振弦式鋼筋應變計，屬于土木工程測試儀器領域。主要由上部腔室、下部腔室、信號拾取裝置和信號傳輸系統(tǒng)構(gòu)成，上部腔室和下部腔室通過螺紋連接在一起。應變計粘貼在鋼筋上，鋼筋受力變形時，金屬貼片即感受作用力而發(fā)生軸向變形，帶動兩個支架向兩側(cè)拉開，振弦被拉緊，振弦固有頻率發(fā)生改變，根據(jù)頻率變化量可間接測得應力變化。本實用新型避免了傳統(tǒng)鋼筋應變計需截斷鋼筋的缺點，使用時可根據(jù)鋼筋規(guī)格選擇對應規(guī)格的下部腔室并與上部腔室組合，應變計周圍的橡膠套可以避免或減少周邊砂漿或混凝土等結(jié)構(gòu)變形對應變計受力狀態(tài)的影響，減小測量誤差，加工方便，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉?？蓮V泛應用于機械、地震、礦業(yè)等部門。
文檔編號G01B7/16GK201688823SQ20102013925
公開日2010年12月29日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者吳順川, 高永濤 申請人:北京科技大學