专利名称：一种表面粘贴型振弦式钢筋应变计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土木工程测试仪器领域，涉及振弦式应变计、轴力计领域，尤其一 种测量钢筋、锚杆的应力应变的表面粘贴型振弦式钢筋应变计。
背景技术：
目前，利用谐振原理设计的振弦式钢筋应变计测量钢筋应变是广泛采用的方法。 该方法在使用过程中，针对不同的使用条件进行了大量的改进，大幅提高了测量精度和实 用性。这类应变计设计简单，能够满足一定的工程测量需要。但是有如下不足之处(1)传统的钢筋应变计(应力计)外形为圆柱形，使用时需要截断锚杆、钢筋，将其 焊接或者通过螺纹连接在截断部位，测量时随着外力的变化，应变计直接受到应力作用，所 以安装较为复杂。(2)这类钢筋应变计使用时需要截断锚杆、钢筋，破坏了钢筋和锚杆的完整性，降 低了锚杆、钢筋的强度。(3)此类钢筋应变计与锚杆、钢筋连接的部位，由于钢筋与应变计截面尺寸不一致 及安装要求的限制，容易产生应力集中，使得应变计测量结果与锚杆、钢筋受到的实际应力 产生误差，降低了测量精度。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种克服现有应变计的不足，根据谐振原理设计出能 够测量钢筋轴向应变的应变计，并且加工方便，结构简单，造价低廉的表面粘贴型振弦式钢 筋应变计。本实用新型的技术方案是一种表面粘贴型振弦式钢筋应变计，该应变计由上部 腔室，下部腔室，信号拾取装置和信号传输系统构成；其中，上部腔室和下部腔室通过螺纹连接在一起；所述信号拾取装置由金属贴片，振弦支架，振弦和振弦夹紧装置构成；所述振弦通 过振弦夹紧装置固定在振弦支架上，所述振弦支架沿长度方向固定在所述金属贴片的上表 面中轴线位置上，所述金属贴片与所述下部腔室的底部固接；所述信号传输系统包括由线圈，导线连接件，电流线和线圈铁芯构成；所述线圈和 线圈铁芯固定在上部腔室中，线圈顶部安装有导线连接件，线圈通过导线连接件与电流线 连接。所述金属贴片的横截面为半圆形或弧形。所述上部腔室和所述下部腔室的外层设有橡胶套，避免了外部砂浆或混凝土等结 构变形对应变计的挤压，使测得的钢筋应变及轴力的精度较高。所述上部腔室设有屏蔽线，用于屏蔽外部磁场干扰。屏蔽线与上部腔室直接连接， 外部杂散电磁场通过金属的上部腔室传导至屏蔽线，从而保护传感器内部的微弱电磁场不 受外界影响。[0014]所述上部腔室和所述下部腔室为金属材质。本实用新型的有益效果是由于采用上述技术方案，本实用新型在用于测量时直 接粘贴在钢筋或锚杆表面，可适用于不同规格的钢筋，不需要截断锚杆、钢筋，同时可减小 或避免周边砂浆或混凝土等结构变形对其产生的影响，可准确测量钢筋或锚杆的变形、受 力状态；而且本实用新型加工、使用方便，结构简单，造价低廉。
图1是本实用新型表面粘贴型振弦式钢筋应变计的结构示意图。图2是本实用新型表面粘贴型振弦式钢筋应变计剖面图。图3是本实用新型应变计上下腔室连接示意图。图4是本实用新型导线连接件详图。图中1.钢筋2.金属贴片3'.上部腔室3.下部腔室4.振弦支架5.线圈6.导线连接件7.电流线具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型如图1、图2所示，本实用新型一种表面粘贴型振弦式钢筋应变计，该应变计包括 上部腔室3'，下部腔室3，信号拾取装置和信号传输系统组成；其中，信号拾取装置由金属贴片2，振弦支架4，振弦10和振弦夹紧装置11构成； 振弦10通过振弦夹紧装置11固定在振弦支架4上，振弦支架4沿长度方向固定在金属贴 片2的上表面中轴线位置上，金属贴片2固接在下部腔室3的底部；金属贴片2的下表面通 过粘结剂13与钢筋1粘贴；信号传输系统包括由线圈5、导线连接件6、电流线7和线圈铁芯9构成；线圈5和 线圈铁芯9固定在上部腔室3'上，线圈5顶部安装有导线连接件6，线圈5通过导线连接 件6与电流线7连接，导线连接件6上连接有屏蔽线8 ；上部腔室3'和下部腔室3通过螺纹40连接在一起；上部腔室3'和下部腔室3 外表面设有橡胶套12。如图3所示，本实用新型的应变计上下腔室采用螺纹40连接方式。如图4所示，本实用新型的电流线7、屏蔽线8与导线连接件6的连接方式。在测量时，将应变计金属贴片2用粘结剂13与待测钢筋1直接粘贴。当钢筋1应力 变化时，金属贴片2即感受应力而产生变形，从而带动两个振弦支架4向两侧拉开，振弦10 被拉紧，振弦10固有频率发生改变，根据振弦频率的变化量可间接测量应变及应力大小。表面粘贴型振弦式钢筋应变计采用间歇激励方式，线圈铁芯9上绕有一个线圈5， 线圈5中无电流时，线圈铁芯9对振弦10无吸引力。当线圈5中通过一个脉冲电流，线圈5
8.屏蔽线
9.线圈铁芯
10.振弦
11.振弦夹紧装置
12.橡胶套
13.粘结剂 40.螺纹中的线圈铁芯9会对振弦10产生引力而使振弦10绷紧，当脉冲电流消失后，振弦10即被 松开产生振动，产生的感应电流从电流线7中输出；粘贴在钢筋1上的金属贴片2随着钢筋 1的受力而变形，振弦支架4之间的距离产生变化，即振弦10的长度变化，从而振弦10的固 有频率改变，通过测量感应电流频率来间接测量钢筋1的应变和应力。应变计中的屏蔽线8与上部腔室3'相连，这样，上部腔室3'将盒体内产生电磁 场的区域与外界隔离开，可以屏蔽外界电磁场对应变计内部电磁场的干扰，因为振弦振荡 产生的感应电流很微弱，必须对外界磁场干扰进行屏蔽，才能保证测量精度。下部腔室(3)规格与钢筋断面参数有关，使用时根据钢筋规格选择对应规格的下 部腔室，并与上部腔室组合形成完整的表面粘贴型振弦式钢筋应变计。以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的 较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作 的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
权利要求一种表面粘贴型振弦式钢筋应变计，其特征在于，该应变计包括上部腔室(3′)，下部腔室(3)，信号拾取装置和信号传输系统构成；其中，上部腔室(3′)和下部腔室(3)通过螺纹(40)连接在一起；所述信号拾取装置由金属贴片(2)，振弦支架(4)，振弦(10)和振弦夹紧装置(11)构成；所述振弦(10)通过振弦夹紧装置(11)固定在振弦支架(4)上，所述振弦支架(4)沿长度方向固定在所述金属贴片(2)的中轴线位置上，所述金属贴片(2)固接在所述下部腔室(3)的底部；所述信号传输系统由线圈(5)，导线连接件(6)，电流线(7)和线圈铁芯(9)构成；所述线圈(5)和所述线圈铁芯(9)与所述上部腔室(3′)固接，所述线圈(5)顶部设有所述导线连接件(6)，所述线圈(5)通过所述导线连接件(6)与所述电流线(7)连接。
2.根据权利要求1所述的表面粘贴型振弦式钢筋应变计，其特征在于，所述金属贴片 (2)的横截面为半圆形或弧形。
3.根据权利要求1所述的表面粘贴型振弦式钢筋应变计，其特征在于，所述上部腔室 (3')和所述下部腔室(3)的外层设有橡胶套(12)。
4.根据权利要求1所述的表面粘贴型振弦式钢筋应变计，其特征在于，所述上部腔室 (3')设有屏蔽线(8)，通过所述导线连接件(6)与所述上部腔室(3‘)进行连接。
5.根据权利要求1所述的表面粘贴型振弦式钢筋应变计，其特征在于，所述上部腔室 (3')和所述下部腔室(3)为金属材质。
专利摘要本实用新型一种表面粘贴型振弦式钢筋应变计，属于土木工程测试仪器领域。主要由上部腔室、下部腔室、信号拾取装置和信号传输系统构成，上部腔室和下部腔室通过螺纹连接在一起。应变计粘贴在钢筋上，钢筋受力变形时，金属贴片即感受作用力而发生轴向变形，带动两个支架向两侧拉开，振弦被拉紧，振弦固有频率发生改变，根据频率变化量可间接测得应力变化。本实用新型避免了传统钢筋应变计需截断钢筋的缺点，使用时可根据钢筋规格选择对应规格的下部腔室并与上部腔室组合，应变计周围的橡胶套可以避免或减少周边砂浆或混凝土等结构变形对应变计受力状态的影响，减小测量误差，加工方便，结构简单，造价低廉。可广泛应用于机械、地震、矿业等部门。
文档编号G01B7/16GK201688823SQ20102013925
公开日2010年12月29日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者吴顺川, 高永涛 申请人:北京科技大学
专业数控铣床产品供应商
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