一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，包括第一電阻應(yīng)變片，還包括受力板、左受力支座和右受力支座，受力板、左受力支座、右受力支座由一塊彈簧鋼板兩端相反朝向彎折加工而成，彎折的角度為90°，溫度校正板設(shè)置在右受力支座側(cè)部，溫度校正板與受力板材質(zhì)相同，第一電阻應(yīng)變片設(shè)置在受力板上，溫度校正板上設(shè)置有第二電阻應(yīng)變片，受力板、溫度校正板、第一電阻應(yīng)變片、第二電阻應(yīng)變片由橡膠層包裹，左受力支座和右受力支座的端部伸出橡膠層。本發(fā)明能有效考慮并消除溫度引起的誤差。結(jié)構(gòu)簡單，連接牢固，性能穩(wěn)定，抗破壞性好。
【專利說明】
一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)變測量裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計。
【背景技術(shù)】
[0002]路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計主要用于監(jiān)測路面結(jié)構(gòu)層層間的應(yīng)變、路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的應(yīng)變以及路面結(jié)構(gòu)層裂縫處的應(yīng)變，適用于長期埋設(shè)在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，進行應(yīng)變的長期監(jiān)測。另外通過應(yīng)變換算可得到應(yīng)力，因此，用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計還可以用以間接監(jiān)測路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力。路面結(jié)構(gòu)層以碎石粒料為主，在車行荷載壓力下碎石棱角容易擠壓損壞傳感器，如果傳感器隨路面層鋪筑埋設(shè)還要經(jīng)受壓路機的碾壓，因此要求傳感器有較高的抗壓能力，有抗壓保護措施。瀝青混凝土攤鋪時，溫度高達160°C，要求傳感器能耐高溫，經(jīng)歷高溫后性能和精度不受影響。路面在運營時晝夜和四季溫差大，要求傳感器工作溫度范圍大，能消除溫度誤差。測量層間應(yīng)變時，要求上層結(jié)構(gòu)與傳感器一端固定，下層結(jié)構(gòu)與傳感器另一端固定，使傳感器受到因上下結(jié)構(gòu)發(fā)生相對位移而產(chǎn)生的拉力。測量結(jié)構(gòu)層內(nèi)的應(yīng)變以及裂縫處應(yīng)變時，要求傳感器兩端固定在同一層，使傳感器接受裂縫張合產(chǎn)生的應(yīng)力。因為特殊的使用環(huán)境和路面結(jié)構(gòu)的特殊要求，現(xiàn)有應(yīng)變傳感器都不能滿足應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)中的需求。
[0003]目前市場上的應(yīng)變計主要為圖1所示的鋼弦式應(yīng)變計，主要由固定座1-1、1-2，套管1-3，弦絲固定頭1-4，彈簧1-5和弦絲1-6以及測量電路1-7組成，測量電路1-7在套管外部，采用橡膠或環(huán)氧膠包裹保護。原理為兩側(cè)固定受到外力拉壓時，應(yīng)變計產(chǎn)生變形，會改變弦絲6的張力，弦絲張力與振動頻率存在對應(yīng)關(guān)系，通過測量電路對弦進行激振，并拾取弦的振動頻率就能得到應(yīng)變。
[0004]現(xiàn)有應(yīng)變計應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)，存在以下不足:I)耐壓性不夠。在碎石以及壓路機、路面荷載的擠壓下，會產(chǎn)生毀滅性破壞。2)受力結(jié)構(gòu)不合理，測量結(jié)構(gòu)層層間應(yīng)變時，層間應(yīng)變產(chǎn)生的應(yīng)力不能傳遞給傳感器。3)耐高溫性差，經(jīng)歷高溫后，應(yīng)變和頻率的對應(yīng)關(guān)系發(fā)生變化，測量結(jié)果錯誤。4)不能考慮溫度誤差。路面結(jié)構(gòu)溫度波動大，沒有考慮金屬傳感器熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力。5)抗干擾性差，路面車輛行駛產(chǎn)生震動會影響弦絲頻率，造成誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計。解決現(xiàn)有應(yīng)變計應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)時面臨的抗壓性不足，受力不合理，不耐高溫，不能考慮溫度誤差和抗干擾性差的難題。
[0006]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，包括第一電阻應(yīng)變片，還包括受力板、左受力支座和右受力支座，受力板、左受力支座、右受力支座由一塊彈簧鋼板兩端相反朝向彎折加工而成，彎折的角度為90°，溫度校正板設(shè)置在右受力支座側(cè)部，溫度校正板與受力板材質(zhì)相同，第一電阻應(yīng)變片設(shè)置在受力板上，溫度校正板上設(shè)置有第二電阻應(yīng)變片，受力板、溫度校正板、第一電阻應(yīng)變片、第二電阻應(yīng)變片由橡膠層包裹，左受力支座和右受力支座的端部伸出橡膠層。
[0007]如上所述的左受力支座的內(nèi)側(cè)和右受力支座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有齒槽。
[0008]如上所述的溫度校正板與受力板位于同一平面。
[0009]如上所述的第一電阻應(yīng)變片位于受力板的底側(cè)，第二電阻應(yīng)變片位于溫度校正板的底側(cè)。
[0010]如上所述的第一電阻應(yīng)變片通過AB膠粘接在受力板的底側(cè)，第二電阻應(yīng)變片通過AB膠粘接在溫度校正板的底側(cè)。
[0011]如上所述的第一電阻應(yīng)變片和第二電阻應(yīng)變片均分別與電纜連接，電纜端部延伸至橡膠層外。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1、本應(yīng)變計結(jié)構(gòu)簡單，連接牢固，性能穩(wěn)定，抗破壞性好。
[0013]2、本發(fā)明具有很強的耐壓性，核心部件為彈簧鋼板，強度高，耐壓性好，能夠經(jīng)受行車荷載和壓路機的碾壓而不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷。受力板、溫度校正板和第一 /第二電阻應(yīng)變片由橡膠保護層保護，能有效防止強壓下碎石棱角破壞傳感器。
[0014]3、本發(fā)明耐高溫性能好。橡膠層為耐高溫橡膠，可在200°C的高溫下工作，第一電阻應(yīng)變片和第二電阻應(yīng)變片為耐高溫單軸應(yīng)變片，可以在-250 0C-250 0C的溫度內(nèi)高精度工作，第一 /第二電阻應(yīng)變片和彈簧鋼之間的粘結(jié)劑可耐180°C高溫，線纜為耐高溫電纜線，可以承受200°C的高溫，而路面結(jié)構(gòu)環(huán)境溫度不超過165°C，所以本發(fā)明采用的材料能夠保證應(yīng)變計在路面結(jié)構(gòu)中擁有良好的高溫穩(wěn)定性。
[0015]4、本發(fā)明采用電阻應(yīng)變片作為測量元件，不受行車震動影響，抗干擾能力強，性能更加可靠。
[0016]5、本發(fā)明能夠有效考慮并消除溫度引起的誤差。溫度誤差主要來源有兩個方面，溫度對電阻應(yīng)變片電阻的影響和溫度使受力板熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)變。采用溫度自補償應(yīng)變片能消除第I種溫度誤差，采用溫度校正板可以測量到溫度引起的應(yīng)變，修正第2種誤差，保證測量結(jié)果精確。
[0017]6、本發(fā)明受力合理，能夠測量路面結(jié)構(gòu)層層間的應(yīng)變、路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的應(yīng)變以及路面結(jié)構(gòu)層裂縫處的應(yīng)變。左右兩端受力支座分別埋入路面結(jié)構(gòu)的上下兩層，可以測量層間應(yīng)變;應(yīng)變計全部埋入同一層，可測量路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的應(yīng)變;應(yīng)變計左右兩端埋入裂縫兩側(cè)，可測量裂縫引起的應(yīng)變。
【附圖說明】
[0018]圖1為目前常用的鋼弦式應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2中A-A的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖2中B-B的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖2中C-C的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為圖2中D-D的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-1:左固定座；1-2:右固定座；1-3:套管；1-4:弦絲固定頭；1-5:彈簧；1-6:弦絲；1-7:電路單元;1-8:0型圈。
[0020]2-1:耐高溫橡膠;2-2:受力板;2-3:溫度校正板;2_4:左受力支座;2_5:右受力支座;2-6:第一電阻應(yīng)變片;2-7:第二電阻應(yīng)變片;2-8:齒槽;2-9:耐高溫電纜。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施實例來對本發(fā)明作進一步說明。
[0022]如圖2?6所示，一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，包括第一電阻應(yīng)變片2-6，還包括受力板2-2、左受力支座2-4和右受力支座2-5，受力板2-2、左受力支座2-4、右受力支座2-5由一塊彈簧鋼板兩端相反朝向彎折加工而成，彎折的角度為90°，溫度校正板2-3設(shè)置在右受力支座2-5側(cè)部，溫度校正板2-3與受力板2-2材質(zhì)相同，第一電阻應(yīng)變片2-6設(shè)置在受力板2-2上，溫度校正板2-3上設(shè)置有第二電阻應(yīng)變片2-7，受力板2-2、溫度校正板2_3、第一電阻應(yīng)變片2-6、第二電阻應(yīng)變片2-7由橡膠層包裹，左受力支座2-4和右受力支座2-5的端部伸出橡膠層。
[0023]優(yōu)選的，左受力支座2-4的內(nèi)側(cè)和右受力支座2-5的內(nèi)側(cè)設(shè)置有齒槽2_8。
[0024]優(yōu)選的，溫度校正板2-3與受力板2-2位于同一平面。
[0025]優(yōu)選的，第一電阻應(yīng)變片2-6位于受力板2-2的底側(cè)，第二電阻應(yīng)變片2-7位于溫度校正板2-3的底側(cè)。
[0026]優(yōu)選的，第一電阻應(yīng)變片2-6通過AB膠粘接在受力板2-2的底側(cè)，第二電阻應(yīng)變片
2-7通過AB膠粘接在溫度校正板2-3的底側(cè)。
[0027]優(yōu)選的，第一電阻應(yīng)變片2-6和第二電阻應(yīng)變片2-7均分別與電纜連接，電纜端部延伸至橡膠層外。
[0028]受力板2-2和左受力支座2-4、右受力支座2-5由一塊彈簧鋼板兩端相反朝向彎折加工而成，彎折的角度為90°，一體成型，能夠保證傳感器堅固穩(wěn)定。其中左受力支座2-4和右受力支座2-5的內(nèi)側(cè)刻劃有齒槽2-8，能夠增加與路面結(jié)構(gòu)材料的連接力，保證路面結(jié)構(gòu)的力能有效地傳遞給受力板。溫度校正板2-3采用與受力板2-2相同規(guī)格的材料，通過焊接與受力板右端相連，溫度校正板2-3水平方向不受力，只隨溫度變化產(chǎn)生伸縮變形，用以校正溫度對測量結(jié)果的影響。
[0029]第一電阻應(yīng)變片2-6，第二電阻應(yīng)變片2-7選用能在-250°0250°C內(nèi)高精度工作的耐高溫單軸電阻應(yīng)變片，采用耐高溫(>=180°C)的高性能環(huán)氧AB膠將第一電阻應(yīng)變片2-6粘貼在受力板中間的底部，將第二電阻應(yīng)變片2-7粘貼在溫度校正板底部。電纜采用耐高溫電纜線，耐高溫電纜線可采用氟塑料絕緣氟塑料護套耐200°C高溫電纜，電纜與第一電阻應(yīng)變片2-6、第二電阻應(yīng)變片2-7相連后從右端伸出。
[0030]橡膠層采用耐高溫橡膠(如硅橡膠等，耐高溫>=200°C)，橡膠層將受力板2-2和溫度校正板2-3包裹，形成橡膠保護層，保護受力板2-2、溫度校正板2-3、第一電阻應(yīng)變片2-
6、第二電阻應(yīng)變片2-7。左受力支座2-4、右受力支座2-5要適當(dāng)伸出橡膠保護層2-1，起到傳遞力的作用。
[0031]以上實例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者同等替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項】
1.一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，包括第一電阻應(yīng)變片(2-6)，其特征在于，還包括受力板(2-2)、左受力支座(2-4)和右受力支座(2-5)，受力板(2-2)、左受力支座(2-4)、右受力支座(2-5)由一塊彈簧鋼板兩端相反朝向彎折加工而成，彎折的角度為90°，溫度校正板(2-3)設(shè)置在右受力支座(2-5)側(cè)部，溫度校正板(2-3)與受力板(2-2)材質(zhì)相同，第一電阻應(yīng)變片(2-6)設(shè)置在受力板(2-2)上，溫度校正板(2-3)上設(shè)置有第二電阻應(yīng)變片(2-7)，受力板(2-2)、溫度校正板(2-3)、第一電阻應(yīng)變片(2-6)、第二電阻應(yīng)變片(2-7)由橡膠層包裹，左受力支座(2-4)和右受力支座(2-5)的端部伸出橡膠層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，其特征在于，所述的左受力支座(2-4)的內(nèi)側(cè)和右受力支座(2-5)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有齒槽(2-8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，其特征在于，所述的溫度校正板(2-3)與受力板(2-2)位于同一平面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，其特征在于，所述的第一電阻應(yīng)變片(2-6)位于受力板(2-2)的底側(cè)，第二電阻應(yīng)變片(2-7)位于溫度校正板(2-3)的底側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，其特征在于，所述的第一電阻應(yīng)變片(2-6 )通過AB膠粘接在受力板(2-2 )的底側(cè)，第二電阻應(yīng)變片(2-7 )通過AB膠粘接在溫度校正板(2-3)的底側(cè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測的應(yīng)變計，其特征在于，所述的第一電阻應(yīng)變片(2-6)和第二電阻應(yīng)變片(2-7)均分別與電纜連接，電纜端部延伸至橡膠層外。
【文檔編號】G01L1/22GK105928644SQ201610493969
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】張晶, 付偉, 何斌, 馮振中, 衛(wèi)強, 余順新, 吳萬平, 謝松林, 王云, 阮艷彬, 張靜波, 劉星, 韓洪彬
【申請人】中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司