一种水压式变形测试传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水压式变形测试传感器，包括主体钢壳，分别设置于所述主体钢壳左右两端的活塞构件和水压测试装置，以及紧密填充于所述活塞构件和水压测试装置之间的导压液，导压液内设置有空心胶球，活塞构件的左端设置有连接被测试件的连接件；主体钢壳的钢壳筒上设置定位环；活塞构件包括导向构件、连接杆和塞头，水压测试装置包括传感器固定座、压敏元件、测试电缆、保护壳和测温元件。本实用新型专利技术采用液压测试技术作为变形测试的表征手段，可用作位移传感器和应变计，可实现大量程、高精度的测试，实现相当好的耐用性，并能够通过数据采集设备实现高频率的采集。

A Hydraulic Deformation Testing Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种水压式变形测试传感器
本技术属于变形测试
，具体涉及一种水压式变形测试传感器。
技术介绍
变形测试传感器在各行各业中被广泛应用，其共同特点为测试量程越大，其精密度越低，同时具备较大量程和高精度的变形测试传感器的价格较高。现有技术的测试的原理一般为，传感器变形带动内部元件变形，内部元件产生电压、电流、电阻或频率等电信号变化，通过电信号变化换算出测试的变形值，而其内部元件均较为精密，在被测物体变形突然出现剧烈变化或在受到撞击时，容易出现损坏问题。应变计也是变形测试传感器的一种，其被广泛应用于土木工程结构和混凝土的变形测试，主要分为差动电阻式应变计和振弦式应变计，其能够实现结构变形的准确测试，但其工作形式为静态工作，无法通过数据采集设备实现高频率的采集，无法满足一些即时性的事件预警，例如结构遭受强荷载产生严重变形，面临垮塌的风险时，在传统应变计的测试周期尚未达到时即已导致事故的发生。因此，有必要开发一种高精度、大量程、长寿命的变形测试传感器，以解决以上问题。
技术实现思路
本技术旨在克服现有技术的不足，提供一种水压式变形测试传感器。本技术为解决上述技术问题所提供的技术方案为：一种水压式变形测试传感器，包括主体钢壳，分别设置于所述主体钢壳左右两端的活塞构件和水压测试装置，以及紧密填充于所述活塞构件和水压测试装置之间的导压液，所述导压液内设置有若干个空心胶球，所述活塞构件的左端设置有连接被测试件的连接件；所述主体钢壳包括钢壳筒和设置于钢壳筒内壁上的定位环，所述钢壳筒的两端开口；所述活塞构件设置于钢壳筒的左端，并沿钢壳筒长度方向由左至右依次包括导向构件、连接杆和塞头，所述连接杆连接导向构件和塞头，所述导向构件11与所述钢壳筒的内壁之间紧密滑动配合，所述塞头与所述钢壳筒的内壁之间紧密滑动配合；所述定位环位于所述导向构件和塞头之间，所述连接件设置于所述导向构件的左端；所述水压测试装置包括传感器固定座、压敏元件、测试电缆、保护壳和测温元件，所述传感器固定座包括安装部和固定部，所述安装部紧密插接于所述钢壳筒的内部，所述固定部卡接于所述钢壳筒右端的外部，所述安装部内开设有朝向左侧开口的线槽，所述保护壳安装于所述安装部的左端，并与所述钢壳筒的内壁紧密配合，所述保护壳右端内嵌接有所述压敏元件，所述保护壳与所述安装部紧密配合使压敏元件固定，并使压敏元件将所述线槽密封；所述保护壳内部开设传压槽，所述传压槽设于所述压敏元件的左侧，所述保护壳的左端开设连通所述传压槽的传压孔，所述导压液穿过传压孔，填充传压槽并与压敏元件相接触；测试端伸入导压液内部的测温元件穿过所述保护壳安装于传感器固定座的安装部上；所述测试电缆的电缆线连接所述压敏元件和测温元件，所述电缆线贯穿所述线槽，所述测试电缆贯穿传感器固定座至传感器的外部，所述测试电缆用于与与数据采集设备相连。所述导压液包括水和防冻液，所述导压液的容氧值为零；所述压敏元件的感应精度为0.10～0.01kPa。进一步地，所述连接件为测试杆，所述测试杆沿所述钢壳筒长度方向设置，所述测试杆的左端连接被测试件外部。更进一步地，所述被测试件为混凝土试件，测试传感器用于测试混凝土试件的收缩变形，测试传感器在自然状态下，所述塞头与定位环之间的距离为0。更进一步地，所述被测试件为饼状不规则物体，测试传感器用于测试饼状不规则物体的直径尺寸，测试传感器在自然状态下，所述塞头与定位环之间的距离为0。更进一步地，所述测试杆的左端开设圆形凹槽，所述圆形凹槽内设置有滚珠，所述滚珠部分位于凹槽内部，并与圆形凹槽紧密配合，且可相对圆形凹槽自由滚动。进一步地，所述连接件为锚固座，所述锚固座用于使测试传感器固定于结构混凝土内部，测试传感器用于测试结构混凝土的应变；测试传感器在自然状态下，塞头与定位环之间的距离为连接杆长度的1/2。进一步地，所述钢壳筒的内壁覆设有保护胶套，所述导向构件和塞头均通过所述保护胶套与钢壳筒紧密滑动配合；所述保护胶套与所述导向构件配合的一端延伸至所述钢壳筒的外部；所述塞头与所述钢壳筒的内壁紧密配合的表面上套设有密封胶皮。更进一步地，所述保护胶套位于钢壳筒外部部分的外侧面设置为波纹结构。进一步地，所述空心胶球的材料为耐老化耐高温的硅胶，所述空心胶球内部的气体为无氧气体，所述空心胶球的数量为1～10个。进一步地，所述传压孔为圆形，所述传压孔的直径是空心胶球在自由状态下的直径的1/5～1/3。本技术的工作原理：在一定温度下，水是不可压缩的，在变温条件下，可通过水的体积变化设定温度补偿系数a；导向构件和塞头之间的距离(即连接杆的长度)d值的大小决定量程的大小；当活塞构件向水压测试装置方向移动时，空心胶球受到挤压，体积变小，同时水压测试装置感应到导压液的液压变化，同理，当活塞构件向水压测试装置的反方向移动时，空心胶球体积变大，水压测试装置感应到导压液的液压变化，测试出液压的变化值；根据液压值P的变化，换算出活塞构件的移动距离S，S＝A·P+aT，S为变形值、A为变形转化系数、P为液压值、a为温度补偿系数、T为温度值；假设被测物体的长度为L，初始变形值为S1，后续测试变形值为Sx，x为不小于1的整数，代表测试变形值的个数，则被测物体的变形量为Sx-S1，被测物体的变形率γ＝(Sx-S1)/L×100％。本技术的有益效果：(1)本技术采用溶氧值为零的水和防冻液的溶液作为导压液，且空心胶球内部气体为无氧气体，增大了传感器的温度使用范围，且可保证空心胶球的耐久性，不致于空心胶球被氧化；(2)本技术采用现有技术中的液压测试技术作为变形测试的表征手段，液压测试比较灵敏，识别精度较高，可实现0.01kPa甚至更小的微压变化，从而能够很好地实现高精度的变形测试；(3)本技术采用空心胶球，其在传感器产生变形时，产生体积变化，使活塞构件实现自由的滑动，从而实现液相导压原理下的变形测试功能，但其非为传统的精密电感元件，不会在外作用下受到损坏；(4)本技术的定位环和连接杆可确保测试传感器的变形不会意外超出量程而导致损坏，极大地提高了传感器的耐用性；(5)当本技术作为应变计使用时，可解决应变计不能进行高频率数据采集的问题，可实现数据的高速采集。附图说明图1为本技术实施例1和3所涉及的一种大量程变形测试传感器的结构示意图；图2为本技术实施例2所涉及的一种大量程变形测试传感器的结构示意图；图3为连接测试杆的活塞构件结构示意图；图4为连接锚固座的活塞构件结构示意图；图5为水压测试装置结构示意图；图6为主体钢壳结构示意图；图7为保护胶套结构示意图；图8为本技术实施例1所涉及的测试传感器的测试示意图；图9为本技术实施例2所涉及的测试传感器的测试示意图；图10为本技术实施例3所涉及的测试传感器的测试示意图。图中各标注为：1活塞构件，11导向构件，12塞头，13连接杆，14密封胶皮，15连接杆，151滚珠，16锚固件，2保护胶套，21波纹结构，3主体钢壳，31定位环，32钢壳筒，4导压液，5空心胶球，6水压测试装置，61保护壳，62压敏元件，63传压孔，64测试电缆，641电缆线，65测温元件，66传感器固定座，661安装部，662固定部，663线槽，67传压槽，7测试混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水压式变形测试传感器，其特征在于，包括主体钢壳(3)，分别设置于所述主体钢壳(3)左右两端的活塞构件(1)和水压测试装置(6)，以及紧密填充于所述活塞构件(1)和水压测试装置(6)之间的导压液(4)，所述导压液(4)内设置有若干个空心胶球(5)，所述活塞构件(1)的左端设置有连接被测试件的连接件；所述主体钢壳(3)包括钢壳筒(32)和设置于钢壳筒(32)内壁上的定位环(31)，所述钢壳筒(32)的两端开口；所述活塞构件(1)设置于钢壳筒(32)的左端，并沿钢壳筒(32)长度方向由左至右依次包括导向构件(11)、连接杆(13)和塞头(12)，所述连接杆(13)连接导向构件(11)和塞头(12)，所述导向构件(11)与所述钢壳筒(32)的内壁之间紧密滑动配合，所述塞头与所述钢壳筒(32)的内壁之间紧密滑动配合；所述定位环(31)位于所述导向构件(11)和塞头(12)之间，所述连接件设置于所述导向构件(11)的左端；所述水压测试装置(6)包括传感器固定座(66)、压敏元件(62)、测试电缆(64)、保护壳(61)和测温元件(65)，所述传感器固定座(66)包括安装部(661)和固定部(662)，所述安装部(661)紧密插接于所述钢壳筒(32)的内部，所述固定部(662)卡接于所述钢壳筒(32)右端的外部，所述安装部(661)内开设有朝向左侧开口的线槽(663)，所述保护壳(61)安装于所述安装部的左端，并与所述钢壳筒(32)的内壁紧密配合，所述保护壳(61)右端内嵌接有所述压敏元件(62)，所述保护壳(61)与所述安装部(661)紧密配合使压敏元件(62)固定，并使压敏元件(62)将所述线槽(663)密封；所述保护壳(61)内部开设传压槽(67)，所述传压槽(67)设于所述压敏元件(62)的左侧，所述保护壳(61)的左端开设连通所述传压槽(67)的传压孔(63)，所述导压液(4)穿过传压孔(63)，填充传压槽(67)并与压敏元件(62)相接触；测试端伸入导压液(4)内部的测温元件(65)穿过所述保护壳(61)安装于传感器固定座(66)的安装部(661)上；所述测试电缆(64)的电缆线(641)连接所述压敏元件(62)和测温元件(65)，所述电缆线(641)贯穿所述线槽(663)，所述测试电缆(64)贯穿传感器固定座(66)至传感器的外部，所述测试电缆(64)用于与数据采集设备(10)相连；所述导压液(4)包括水和防冻液，所述导压液(4)的容氧值为零；所述压敏元件(62)的感应精度为0.10～0.01kPa。...

【技术特征摘要】
1.一种水压式变形测试传感器，其特征在于，包括主体钢壳(3)，分别设置于所述主体钢壳(3)左右两端的活塞构件(1)和水压测试装置(6)，以及紧密填充于所述活塞构件(1)和水压测试装置(6)之间的导压液(4)，所述导压液(4)内设置有若干个空心胶球(5)，所述活塞构件(1)的左端设置有连接被测试件的连接件；所述主体钢壳(3)包括钢壳筒(32)和设置于钢壳筒(32)内壁上的定位环(31)，所述钢壳筒(32)的两端开口；所述活塞构件(1)设置于钢壳筒(32)的左端，并沿钢壳筒(32)长度方向由左至右依次包括导向构件(11)、连接杆(13)和塞头(12)，所述连接杆(13)连接导向构件(11)和塞头(12)，所述导向构件(11)与所述钢壳筒(32)的内壁之间紧密滑动配合，所述塞头与所述钢壳筒(32)的内壁之间紧密滑动配合；所述定位环(31)位于所述导向构件(11)和塞头(12)之间，所述连接件设置于所述导向构件(11)的左端；所述水压测试装置(6)包括传感器固定座(66)、压敏元件(62)、测试电缆(64)、保护壳(61)和测温元件(65)，所述传感器固定座(66)包括安装部(661)和固定部(662)，所述安装部(661)紧密插接于所述钢壳筒(32)的内部，所述固定部(662)卡接于所述钢壳筒(32)右端的外部，所述安装部(661)内开设有朝向左侧开口的线槽(663)，所述保护壳(61)安装于所述安装部的左端，并与所述钢壳筒(32)的内壁紧密配合，所述保护壳(61)右端内嵌接有所述压敏元件(62)，所述保护壳(61)与所述安装部(661)紧密配合使压敏元件(62)固定，并使压敏元件(62)将所述线槽(663)密封；所述保护壳(61)内部开设传压槽(67)，所述传压槽(67)设于所述压敏元件(62)的左侧，所述保护壳(61)的左端开设连通所述传压槽(67)的传压孔(63)，所述导压液(4)穿过传压孔(63)，填充传压槽(67)并与压敏元件(62)相接触；测试端伸入导压液(4)内部的测温元件(65)穿过所述保护壳(61)安装于传感器固定座(66)的安装部(661)上；所述测试电缆(64)的电缆线(641)连接所述压敏元件(62)和测温元件(65)，所述电缆线(641)贯穿所述线槽(663)，所述测试电缆(64)贯穿传感器固定座(66)至传感器的外部，所述测试电缆(64)用于与数据采集设备(10)相连；所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：路璐，王凤玲，王子龙，张建凯，
申请(专利权)人：镇江科易工程检测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32