專利名稱：錨索測(cè)力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于力傳感器。
與本發(fā)明最相近的技術(shù)方案，是丹東市三達(dá)測(cè)試儀器廠的“GMS型錨索測(cè)力計(jì)”。它的結(jié)構(gòu)是由具有中孔的塔形油缸和豎式振弦液體壓力傳感器通過(guò)油管連接而成。其工作原理是測(cè)錨索拉力時(shí)，錨索穿過(guò)鋼筋混凝土基座墊板、測(cè)力計(jì)中孔、墊板、千斤頂和錨固頭連接。操作千斤頂對(duì)錨索施加預(yù)拉力，錨索拉力作用于測(cè)力計(jì)油缸，轉(zhuǎn)換為油缸里油的壓力，通過(guò)油管作用于壓力傳感器的工作膜，膜撓曲使弦的拉力減小，其諧振頻率降低。將壓力傳感器與二次儀表連接，通過(guò)傳感器里磁頭板上的兩個(gè)磁感元件的作用，使弦起振并把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為同頻率的電信號(hào)，由二次儀表顯示頻率或直接顯示錨索拉力。該錨索測(cè)力計(jì)的主要缺點(diǎn)是(1)塔形油缸由鋼板焊接而成。錨索作用于油缸的力，一部分消耗于鋼板變形，即只有部分力轉(zhuǎn)換為液體(油)壓力，使壓力傳感器測(cè)量結(jié)果誤差偏大，產(chǎn)品介紹上無(wú)精度指標(biāo)；其次，一旦焊縫開(kāi)裂漏油，油缸將被壓扁，使測(cè)量失效，并會(huì)使錨索有較大松弛、卸載，影響工程(如鋼索斜拉橋)安全。(2)所用豎式振弦液體壓力傳感器，其工作膜與外殼通過(guò)螺紋連接成一體，使得在從廠家到用戶的運(yùn)輸過(guò)程中和以后的使用過(guò)程中，受到震動(dòng)、碰撞以及冷熱作用，外殼發(fā)生微小變形就會(huì)改變傳感器的輸出頻率，影響其精度，即傳感器穩(wěn)定性差。而錨索測(cè)力持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，要求傳感器有良好的穩(wěn)定性，才能獲得可靠的數(shù)據(jù)。由于該錨索測(cè)力計(jì)存在精度低、穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，因此有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種精度高、抗干擾、性能穩(wěn)定的錨索測(cè)力傳感器，其油缸萬(wàn)一泄漏時(shí)，可將錨索的松弛限定在事先調(diào)好的很小范圍內(nèi)，錨索僅發(fā)生微小卸載，不影響工程安全。
本發(fā)明的技術(shù)方案是由帶中孔的油缸和壓力傳感器密封連接而成；其中帶中孔的油缸是在一個(gè)帶有中孔的柱體油缸內(nèi)裝有帶中孔的活塞，活塞的內(nèi)、外圓裝有密封圈與油缸體實(shí)現(xiàn)密封，活塞底部與油缸底部之間充滿少量的粘稠液體，油缸一側(cè)有一通孔與粘稠液體連通，通孔外口密封連接著帶有引液孔的引液蓋，再將壓力傳感器用柔性絕緣墊固定在一個(gè)保護(hù)殼內(nèi)，并從保護(hù)殼后端引出信號(hào)線，保護(hù)殼前端固定在引液蓋上，從而使粘稠液體的壓力作用在傳感器的受力部位。測(cè)錨索拉力時(shí)，錨索的力通過(guò)墊板作用在油缸活塞的端面，活塞擠壓粘稠液體，液體通過(guò)引液孔作用在傳感器的受力部位，將力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，經(jīng)二項(xiàng)儀表顯示出力的大小。
本發(fā)明的積極效果是(1)由于采用帶有活塞的油缸做為采力部件，有液體潤(rùn)滑活塞上的密封圈，活塞與缸體之間的摩擦力很小，錨索作用于活塞的力幾乎全部作用于液體，轉(zhuǎn)換為液體壓力，所以液體壓力準(zhǔn)確地與錨索拉力成正比，顯著提高了測(cè)量精度；(2)活塞高出缸體的距離可由裝入粘稠液體的數(shù)量進(jìn)行控制，可事先調(diào)定為幾毫米(例如1～5mm)。測(cè)錨索拉力的過(guò)程中，若液體泄漏，錨索最多只能將活塞壓入缸體幾毫米，對(duì)于長(zhǎng)為數(shù)十米的錨索僅松弛幾毫米，其拉力減小甚微，不會(huì)影響工程安全；(3)由于壓力傳感器的傳感部分是一個(gè)獨(dú)立部件，被保護(hù)在外殼內(nèi)，兩者之間隔有柔性絕緣墊，因此當(dāng)傳感器外殼受到外界作用發(fā)生一般變形時(shí)，對(duì)傳感部分并無(wú)影響，而且可使震動(dòng)、碰撞對(duì)傳感部分的影響大為減弱，可使外界強(qiáng)電接觸外殼也不干擾傳感部分的工作，以及顯著減弱冷熱變化對(duì)傳感部分的影響。(4)上述結(jié)構(gòu)使得壓力傳感器可以選用各種不同工作原理的傳感器，如振弦式、電阻應(yīng)變式和壓阻式等。
下面結(jié)合附圖
來(lái)說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例。圖一是本發(fā)明實(shí)施例的外觀結(jié)構(gòu)圖；圖二是油缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖三是豎式振弦液體壓力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。(1)油缸，(2)豎式振弦液體壓力傳感器；(3)缸體，(4)活塞，(5)黃油，(6)、(7)O型橡膠密封圈，(8)、(11)、(20)、(24)O型橡膠密封圈，(9)引液蓋，(10)小活塞，(12)工作膜，(13)尼龍墊圈，(14)裝弦架，(15)保護(hù)外殼，(16)鋼弦，(17)電纜扦頭座，(18)后蓋，(19)接線板，(21)磁頭板，(22)感應(yīng)磁頭，(23)激發(fā)磁頭。
由圖看出，本發(fā)明由帶中孔的油缸(1)和豎式振弦液體壓力傳感器(2)通過(guò)螺紋連接組成，油缸(1)的缸體(3)上面安裝有活塞(4)，兩者之間充滿粘稠液體——黃油(5)，兩者的結(jié)合面上設(shè)置有O型密封圈(6)、(7)。液體壓力傳感器(2)的引液蓋(9)與油缸(1)螺紋連接處設(shè)有O型密封圈(8)，引液蓋(9)和保護(hù)外殼(15)螺紋連接，保護(hù)外殼的另一端螺紋連接著帶扦頭座(17)的后蓋(18)。壓力傳感器(2)的核心部分(傳感部分)由工作膜(12)、與工作膜(12)螺紋連接在螺紋上涂萬(wàn)能膠固定的裝弦架(14)、鋼弦(16)和磁頭板(21)等組成。磁頭板上的激發(fā)磁頭(22)和感應(yīng)磁頭(23)通過(guò)接線板(19)與扦頭座(17)連接。傳感部分與保護(hù)外殼(15)之間，墊有O型橡膠密封圈(11)、(20)和尼龍墊圈(13)，進(jìn)行減震、絕緣，并有減慢熱傳導(dǎo)影響的作用，顯著提高了傳感器的穩(wěn)定性。由于傳感部分是一個(gè)獨(dú)立部件，不受外殼變形影響，所以傳感器不但精度高，而且精度穩(wěn)定不變；又由于工作膜(12)只承受由小活塞(10)傳來(lái)的不大的力，故可用一個(gè)很小量程的工作膜測(cè)量很高的液體壓力，成本低而綜合性能高。油缸中不用機(jī)油而用粘稠的黃油，既能保證可靠密封，又能潤(rùn)滑O型橡膠密封圈延長(zhǎng)其壽命，提高了錨索測(cè)力傳感器的長(zhǎng)期可靠性。
權(quán)利要求
1.一種錨索測(cè)力傳感器，其特征是由帶中孔的油缸和壓力傳感器密封連接而成；其中帶中孔的油缸是在一個(gè)帶有中孔的柱體油缸內(nèi)裝有帶中孔的活塞，活塞的內(nèi)、外圓裝有密封圈與油缸體實(shí)現(xiàn)密封，活塞底部與油缸底部之間充滿少量的粘稠液體，油缸一側(cè)有一通孔與粘稠液體連通，通孔外口密封連接著帶有引液孔的引液蓋，再將壓力傳感器用柔性絕緣墊固定在一個(gè)保護(hù)殼內(nèi)，并從保護(hù)殼后端引出信號(hào)線，保護(hù)殼前端固定在引液蓋上，從而使粘稠液體的壓力作用在傳感器的受力部位。
全文摘要
一種錨索測(cè)力傳感器,由帶中孔的柱體油缸和帶保護(hù)外殼的液體壓力傳感器連接而成。油缸缸體內(nèi)裝有帶中孔的活塞,活塞與缸體之間設(shè)有密封圈,活塞底部與缸體之間充滿粘稠液體,缸體的液體部位有一通孔與傳感器測(cè)壓孔連通。傳感器由保護(hù)外殼和壓力傳感部分組成,兩者之間墊有柔性絕緣墊圈進(jìn)行減震和電絕緣。因而這種錨索測(cè)力傳感器精度高、抗震動(dòng)和電干擾、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好,用中等壓力的各種液體壓力傳感器可測(cè)量大噸位(1000KN以上)的力。
文檔編號(hào)G01L1/10GK1351250SQ0012398
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月1日
發(fā)明者鄧鐵六, 馬俊亭 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)科技產(chǎn)業(yè)總公司