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申请/专利权人：基康仪器股份有限公司

摘要：本发明涉及了一种振弦式耐水压应变计，包括左侧端部、右侧端部、钢弦、钢弦护筒，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，钢弦护筒包括依次密封连接的左端护筒、护筒芯体和右端护筒，护筒芯体上表面铣有水平凹槽，第一电感线圈和第二电感线圈并排设置于护筒芯体的水平凹槽内且第一电感线圈和第二电感线圈的上方设置有将二者相连的线圈连接件，屏蔽电缆设置于钢弦护筒上方且其接线端置于线圈连接件上方，保护外套密封包裹并保护护筒芯体、第一电感线圈、第二电感线圈、线圈连接件和屏蔽电缆的接线端，该应变计加固了电感线圈测量元件的核心部位的密封性，能够更加适应高水压的作业环境，测量更高效准确。

主权项：1.一种振弦式耐水压应变计，包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒，其特征在于，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，所述钢弦护筒包括依次密封连接的左端护筒、护筒芯体和右端护筒，所述护筒芯体上表面铣有水平凹槽，所述第一电感线圈和第二电感线圈并排设置于所述护筒芯体的水平凹槽内且所述第一电感线圈和第二电感线圈的上方设置有将二者相连的线圈连接件，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的中央分别设置磁铁，各所述磁铁分别结合第一电感线圈和第二电感线圈为钢弦提供信号激励和输出，所述护筒芯体具有中心通孔且所述护筒芯体两端均设置为凸形结构，各所述凸形结构分别插入所述左端护筒、右端护筒的对应的端部且所述钢弦穿过所述护筒芯体的中心通孔，各所述凸形结构的外侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈，所述左侧端部和右侧端部均包括具有中心通孔的圆柱形凸块部，各凸块部分别插入所述左端护筒、右端护筒对应的端部且钢弦穿过其中心通孔，各所述凸块部的侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈，在钢弦护筒的左右两侧分别设置热缩一段的热缩管，所述热缩管用于隔离混凝土，所述屏蔽电缆设置于所述钢弦护筒上方且其接线端置于所述线圈连接件上方，所述保护外套密封包裹并保护所述护筒芯体、所述第一电感线圈、所述第二电感线圈、所述线圈连接件和所述屏蔽电缆的接线端。

全文数据：一种振弦式耐水压应变计技术领域本发明涉及岩土工程结构安全监测技术领域，具体涉及一种振弦式耐水压应变计。背景技术振弦式应变计主要用于混凝土或钢结构表面应力、应变监测，是一种用振弦原理来进行测量的应变计，其最大的优点是结构简单，工作可靠，输出信号为标准的频率信号，非常方便计算机处理，通常用于诸如桥梁、桩、隧道衬砌、管路系统、建筑物、大坝、核电站等工程环境，就我国现有的工程环境来看，尤其大坝工程，近些年来，中国是世界上建坝最多、筑坝最高、建坝规模最大的国家，高坝、抽水蓄能电站、引水工程等都需要大量耐高压的应变计等仪器，且对应变计耐水压性能方面的需求越来越高且越来越严格，而传统的应变计由于结构设计不合理而已经越来越难以满足性能需求，并且将传统应变计直接应用到水压较高的环境时，不仅不耐水压，还非常容易造成水流进入应变计内部结构进而造成内部部件生锈腐朽甚至损坏，安全性差，测量结果误差大。发明内容本发明针对传统应变计无法有效应用于高水压作业环境、安全性差、测量结果误差大等技术问题，提供一种振弦式耐水压应变计，使得整体结构更为简单合理、整体密封性更好，巧妙地加固了电感线圈这些主要的测量元件的核心部位的密封性，使得整体装置能够更加适应高水压的作业环境，使得测量过程更为高效、测量结果更为准确，还利用保护外套包裹并保护各种核心部件，实用性强。本发明的技术方案如下：一种振弦式耐水压应变计，包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，所述钢弦护筒包括依次密封连接的左端护筒、护筒芯体和右端护筒，所述护筒芯体上表面铣有水平凹槽，所述第一电感线圈和第二电感线圈并排设置于所述护筒芯体的水平凹槽内且所述第一电感线圈和第二电感线圈的上方设置有将二者相连的线圈连接件，所述屏蔽电缆设置于所述钢弦护筒上方且其接线端置于所述线圈连接件上方，所述保护外套密封包裹并保护所述护筒芯体、所述第一电感线圈、所述第二电感线圈、所述线圈连接件和所述屏蔽电缆的接线端。优选地，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的中央分别设置磁铁，各所述磁铁分别结合第一电感线圈和第二电感线圈为钢弦提供信号激励和输出。优选地，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈均分别包括公共接线端和信号接线端且二者的公共接线端相连。优选地，上述振弦式耐水压应变计还包括热敏电阻且所述屏蔽电缆的接线端包括四个接线头，所述屏蔽电缆的两个接线头分别与所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的信号接线端连接，所述屏蔽电缆的另两个接线头分别连接所述热敏电阻的两个引脚。优选地，所述保护外套及其内部部件由环氧树脂环裹封装，所述环氧树脂与所述屏蔽电缆及所述钢弦护筒的接触间隙还设置密封圈。优选地，上述振弦式耐水压应变计还包括分别设置于左侧端部和右侧端部的两个楔块，所述钢弦通过两个楔块固定于左侧端部和右侧端部之间，各所述楔块与左右端部的相接处均焊接有密封片。优选地，所述左侧端部和右侧端部均包括具有中心通孔的圆柱形凸块部，各凸块部分别插入所述左端护筒、右端护筒对应的端部且钢弦穿过其中心通孔；和，各所述凸块部的侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈。优选地，所述护筒芯体具有中心通孔且所述护筒芯体两端均设置为凸形结构，各所述凸形结构分别插入所述左端护筒、右端护筒的对应的端部且所述钢弦穿过所述护筒芯体的中心通孔；和，各所述凸形结构的外侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈。优选地，上述振弦式耐水压应变计还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧设置于所述左端护筒内部，所述压缩弹簧的左端与左侧端部的凸块部右端接触且所述压缩弹簧的右端与护筒芯体的凸形结构的左端接触，所述压缩弹簧用于撑护穿过所述压缩弹簧的钢弦。和或，所述的振弦式耐水压应变计还包括在钢弦护筒的左右两侧分别热缩一段的热缩管；和或，所述左侧端部设置有螺纹孔。优选地，所述钢弦护筒、所述左侧端部、所述右侧端部、所述保护外套、两个楔块均采用不锈钢材料；和或，根据应用需求不同设置为端部规格不同的若干类型。本发明的技术效果如下：本发明涉及了一种振弦式耐水压应变计，除了包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒外，还包括改进设计的钢弦护筒的护筒芯体以及巧妙地设置在护筒芯体铣出的水平凹槽内的第一电感线圈、第二电感线圈，还包括线圈连接件、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，使得整体结构更为简单合理、整体密封性更好，巧妙地加固了电感线圈这些主要的测量元件的核心部位的密封性，使得整体装置能够更加适应高水压的作业环境，使得测量过程更为高效、测量结果更为准确，还利用保护外套包裹并保护各种核心部件，并进一步利用有效封装技术对保护外套及内部部件进行一体化封装，减小了整体体积还增加了安全性，能够充分发挥耐水压、测量精度高、抗干扰、环境适应性强以及对电缆要求低等优点，适合工程上广泛采用。附图说明图1为本发明一种振弦式耐水压应变计结构示意图的正视角度的剖面图。图2为本发明一种振弦式耐水压应变计结构示意图的俯视图。图3为第二类型应变计结构的俯视图和正视图。图4为第三类型应变计结构的俯视图和正视图。图中各标号列示如下：1－左侧端部；2－钢弦；3－钢弦护筒；4－右侧端部；5－第一电感线圈；6－第二电感线圈；7－屏蔽电缆；8－保护外套；9－线圈连接件；10－磁铁；11－热敏电阻；12－环氧树脂；13—密封圈；14－楔块；15－密封片；16－压缩弹簧；17—第二规格端部；18—热缩管；19—第三规格端部；31—左端护筒；32—护筒芯体；33—水平凹槽；34—右端护筒。具体实施方式下面结合附图对本发明进行说明。本发明涉及一种振弦式耐水压应变计，结合图1结构示意图的正视角度的剖面图和图2结构示意图的俯视图综合来看，该应变计包括左侧端部1、右侧端部4、张拉于左侧端部1和右侧端部4之间的钢弦2、置于左侧端部1和右侧端部4之间并套在钢弦2外侧的钢弦护筒3，还包括第一电感线圈5、第二电感线圈6、屏蔽电缆7及用于保护两个电感线圈的保护外套8，所述钢弦护筒3包括依次密封连接的左端护筒31、护筒芯体32和右端护筒34，具体地左端护筒31、护筒芯体32和右端护筒34可以采用焊接方式密封连接从而组成一根完整的钢弦护筒3，用于定位钢弦2的长度以及保护钢弦2，所述护筒芯体32上表面铣有水平凹槽33，所述第一电感线圈5和第二电感线圈6并排设置于所述护筒芯体32的水平凹槽33内且所述第一电感线圈5和第二电感线圈6的上方设置有将二者相连的线圈连接件9，所述屏蔽电缆7设置于所述钢弦护筒3上方且其接线端置于所述线圈连接件9上方，所述保护外套8密封包裹并保护所述护筒芯体32、所述第一电感线圈5、所述第二电感线圈6、所述线圈连接件9和所述屏蔽电缆7的接线端，优选地，仍结合图1所示，所述第一电感线圈5和所述第二电感线圈6的中央分别设置一块磁铁10，各所述磁铁10分别结合第一电感线圈5和第二电感线圈6为钢弦2提供信号激励和输出，本结构再结合振弦测量工作原理完整实现对被测结构应变量的测量，具体地，当被测结构发生应变时，被测结构表面的变形将导致两个端部左侧端部1和右侧端部4之间的相对运动，从而引起钢弦2的张力改变，从而改变钢弦2的固有频率，测量仪表将脉冲信号通过第一电感线圈5、第二电感线圈6以及磁铁10激振钢弦2并检测出两个线圈所感应信号的频率，经过换算最终得到被测结构的实际应变量，完成测量，整体频率信号稳定，可适用于长距离信号传输，其中屏蔽电缆7也为应变计整体提供信号输出及输入，本发明创新地应用改进设计的钢弦护筒3的护筒芯体32以及巧妙地设置在护筒芯体32铣出的水平凹槽33内的第一电感线圈5、第二电感线圈6，还设置线圈连接件9、屏蔽电缆7及用于保护两个电感线圈的保护外套8，使得整体结构更为简单合理、整体密封性更好，巧妙地加固了电感线圈这些主要的测量元件的核心部位的密封性，使得整体装置能够更加适应高水压的作业环境，使得测量过程更为高效、测量结果更为准确，还利用保护外套8包裹并保护各种核心部件，并进一步利用有效封装技术对保护外套8及内部部件进行一体化封装，减小了整体体积还增加了安全性，能够充分发挥耐水压、测量精度高、抗干扰、环境适应性强以及对电缆要求低等优点，适合工程上广泛采用。可用于混凝土或钢结构表面应力、应变监测，诸如：桥梁、桩、隧道衬砌、管路系统、建筑物、大坝、核电站等。优选地，仍结合图1，所述第一电感线圈5和所述第二电感线圈6均分别包括公共接线端和信号接线端且二者的公共接线端相连，如图1中两个并排设置的电感线圈之间的曲线相连的示意，同时优选地，上述振弦式耐水压应变计还包括如图1所示的热敏电阻11且所述屏蔽电缆7的接线端包括四个接线头，所述屏蔽电缆7的两个接线头分别与所述第一电感线圈5和所述第二电感线圈6的信号接线端连接，所述屏蔽电缆7的另两个接线头分别连接所述热敏电阻11的两个引脚，所述热敏电阻11测量环境温度值，以根据环境温度信息对各测量元件尤其是钢弦2进行温度参数修正。优选地，仍结合图1，所述保护外套8及其内部部件由环氧树脂12环裹封装，所述环氧树脂12与所述屏蔽电缆7及所述钢弦护筒3的接触间隙还设置密封圈13，在保护外套8的基础上还设置更为严格密封的环氧树脂12及密封圈13，使得应变计整体密封性更好，还能有效提升防潮性和耐水压性。优选地，如图1所示，上述振弦式耐水压应变计还包括分别设置于左侧端部1和右侧端部4的两个楔块14，所述钢弦2通过两个楔块14固定于左侧端部1和右侧端部4之间，各所述楔块14与左右端部的相接处均焊接有密封片15，具体地，各密封片15均采用激光焊接机焊接在左右端部上，提升密封性。优选地，所述左侧端部1和右侧端部4均包括具有中心通孔的圆柱形凸块部，各凸块部分别插入所述左端护筒31、右端护筒34对应的端部且钢弦2穿过其中心通孔；各所述凸块部的侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有如图1所示的密封圈13，起到增加密封性进而提升应变计整体的防潮性和耐水压性的作用。优选地，如图1所示，所述护筒芯体32具有中心通孔且所述护筒芯体32两端均设置为凸形结构也可称为前塞和后塞，各所述凸形结构前塞和后塞分别插入所述左端护筒31、右端护筒34的对应的端部且所述钢弦2穿过所述护筒芯体32的中心通孔；和，各所述凸形结构前塞和后塞的外侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈13，即各所述凸形结构前塞和后塞的外侧面与保护外套8的两端分别通过密封圈13实现密封接触连接，同样增加密封性和耐水压性，本发明中的所有密封圈13相互配合工作，为本应变计整体提供严格的密封保证，使整体密封防潮性和耐水耐压性非常强。优选地，上述振弦式耐水压应变计还包括如图1所示的压缩弹簧16，所述压缩弹簧16设置于所述左端护筒31内部，所述压缩弹簧16的左端与左侧端部1的凸块部右端接触且所述压缩弹簧16的右端与护筒芯体32的凸形结构的左端接触，所述压缩弹簧16用于撑护穿过所述压缩弹簧16的钢弦2。优选地，所述钢弦护筒3、所述左侧端部1、所述右侧端部4、所述保护外套8、两个楔块14均采用不锈钢材料，整体耐腐蚀性能好，可适用于恶劣环境的使用，具有长期可靠性。本发明振弦式耐水压应变计可根据应用需求不同设置为端部规格不同的若干类型，尤其是可以根据使用环境或安装方式的不同去设置，比如除上述左侧端部、右侧端部的第一规格端部第一种类型应变计，也就是本发明振弦式耐水压应变计的第一种优选结构以外，还可以设置如图3所示的第二规格端部17即第二种类型应变计，也就是本发明振弦式耐水压应变计的第二种优选结构和如图4所示的第三规格端部19即第三种类型应变计，也就是本发明振弦式耐水压应变计的第三种优选结构，其中第一种类型应变计通常用于一般环境，通过配套的安装块直接焊接于被测结构比如钢结构表面，也可选用带锚杆的安装块用钻孔的方式固定于混凝土结构表面，第二种类型应变计和第三种类型应变计适用于混凝土环境中，尤其第二种类型应变计可以直接埋设于混凝土里面去监测混凝土的应变，特别适合监测混凝土桩基的应变，优选地，结合图3和图4所示，分别示出了两种类型的振弦式耐水压应变计的俯视图和正视图，尤其是第二种类型应变计和第三种类型应变计还包括在钢弦护筒的左右两侧分别热缩一段的热缩管18，所述热缩管18能够隔离混凝土，避免混凝土对测量元件测量工作的影响；和，所述左侧端部优选地设置有螺纹孔，具体地，第三规格端部19作为第三种类型应变计的左侧端部，优选在其上还设置有螺纹孔，且螺纹孔设置为一个或一对，用于将其与安装配件等连接使用，固定安装更为便捷，也就是说在第三规格端部19上设置有螺纹孔的第三种类型应变计可以通过配套的安装配件等在混凝土中的任意方向安装，应用非常方便高效。上述三种类型振弦式耐水压应变计根据使用环境或安装方式不同，造成每类应变计的左右侧端部不同外，三类应变计的工作原理及组成结构基本相同。应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

权利要求：1.一种振弦式耐水压应变计，包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒，其特征在于，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，所述钢弦护筒包括依次密封连接的左端护筒、护筒芯体和右端护筒，所述护筒芯体上表面铣有水平凹槽，所述第一电感线圈和第二电感线圈并排设置于所述护筒芯体的水平凹槽内且所述第一电感线圈和第二电感线圈的上方设置有将二者相连的线圈连接件，所述屏蔽电缆设置于所述钢弦护筒上方且其接线端置于所述线圈连接件上方，所述保护外套密封包裹并保护所述护筒芯体、所述第一电感线圈、所述第二电感线圈、所述线圈连接件和所述屏蔽电缆的接线端。2.根据权利要求1所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的中央分别设置磁铁，各所述磁铁分别结合第一电感线圈和第二电感线圈为钢弦提供信号激励和输出。3.根据权利要求2所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈均分别包括公共接线端和信号接线端且二者的公共接线端相连。4.根据权利要求3所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，还包括热敏电阻且所述屏蔽电缆的接线端包括四个接线头，所述屏蔽电缆的两个接线头分别与所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的信号接线端连接，所述屏蔽电缆的另两个接线头分别连接所述热敏电阻的两个引脚。5.根据权利要求4所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，所述保护外套及其内部部件由环氧树脂环裹封装，所述环氧树脂与所述屏蔽电缆及所述钢弦护筒的接触间隙还设置密封圈。6.根据权利要求4或5所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，还包括分别设置于左侧端部和右侧端部的两个楔块，所述钢弦通过两个楔块固定于左侧端部和右侧端部之间，各所述楔块与左右端部的相接处均焊接有密封片。7.根据权利要求6所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，所述左侧端部和右侧端部均包括具有中心通孔的圆柱形凸块部，各凸块部分别插入所述左端护筒、右端护筒对应的端部且钢弦穿过其中心通孔；和，各所述凸块部的侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈。8.根据权利要求7所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，所述护筒芯体具有中心通孔且所述护筒芯体两端均设置为凸形结构，各所述凸形结构分别插入所述左端护筒、右端护筒的对应的端部且所述钢弦穿过所述护筒芯体的中心通孔；和，各所述凸形结构的外侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈。9.根据权利要求8所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧设置于所述左端护筒内部，所述压缩弹簧的左端与左侧端部的凸块部右端接触且所述压缩弹簧的右端与护筒芯体的凸形结构的左端接触，所述压缩弹簧用于撑护穿过所述压缩弹簧的钢弦；和或，所述的振弦式耐水压应变计还包括在钢弦护筒的左右两侧分别热缩一段的热缩管；和或，所述左侧端部设置有螺纹孔。10.根据权利要求6所述的振弦式耐水压应变计，其特征在于，所述钢弦护筒、所述左侧端部、所述右侧端部、所述保护外套、两个楔块均采用不锈钢材料；和或，根据应用需求不同设置为端部规格不同的若干类型。

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