弹簧电阻式锚杆测力仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种弹簧电阻式锚杆测力仪，属于测量器具技术领域。该测力仪含有中空的筒体，所述筒体的中部安置有沿筒体长度方向延伸的弹簧，所述弹簧和筒体的下端相对固定，所述筒体和弹簧之间固定有沿筒体长度方向延伸的电阻丝，所述电阻丝上套有与之电连接的金属片，所述金属片与弹簧的上端固连。量时，将下托盘安置在岩体等处固定，从电阻丝的下端以及金属片上引出通往外部数据采集系统的连接导线，当弹簧上部的锚杆（索）承受应力时，弹簧位置导致输出的电阻信号发生相应变化，从而可以测得到锚杆（索）内力变化，达到安全检测的目的。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测力仪，尤其是一种弹簧电阻式锚杆测力 仪，属于测量器具

技术介绍
目前，对于工程中边坡、洞室、隧道以及煤矿巷道等土木建筑结 构，常采用锚杆(索)来支护。锚杆(索)支护作为一种非常有效的 加固方法，而锚杆(索)支护的好坏直接影响到煤矿巷道的安全性， 锚杆(索)受力大小及分布真实反映了锚杆的工作情况，由此可以判 断锚杆(索)承载程度，测试是否发生屈服，进而判定结构是否安全， 支护参数是否合理。目前，测量锚杆(索)受力的仪器主要有测力锚 杆和锚杆(索)测力计。锚杆测力计用于检测锚杆在工作状态下对岩壁的承托荷载，安 设在锚杆托盘与岩壁之间，主要用于端头锚固锚杆和锚索的受力监 测。目前锚杆测力计有电阻应变式、钢弦式、液压枕式等多种形式。 测力锚杆是一种具有特殊结构的测量锚杆，作为普通锚杆安装在巷 道中，但其杆体上各段的受力可以随时测取。测力锚杆根据电阻应变原理制成，主要由杆体、保护接头和YJK4500型多通道静态电阻 应变仪等部分组成。测力锚杆受力后，杆体上各测点应变发生变化， 应变量的大小与该测点的应力成正比，由静态电阻应变仪测出应变 增量，应变增量乘以标定系数即为该点测量的应力值。每对应变片 的应力值对应相加取平均值，即可得出各测点位置的平均应力，再 乘以杆体横断面，即为该杆体所受的轴力。但是，现有锚杆监测仪器成本比较昂贵，安装使用较为精细。 而对于煤矿巷道这种现场施工复杂、工作条件恶劣、工作年限仅仅3要求1-2年的支护锚杆受力监测，锚杆的使用量非常大，需对每个 测点进行受力监测，判断锚杆受力是否失效，进而需要进行重新修 补，故目前现有的锚杆监测仪器的成本、施工环境和安装使用的便 利性等方面与实际需要均有较大差距。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可以满足工程要求，并且结构 简单、施工方便、成本低廉的弹簧电阻式锚杆测力仪，从而适合于在 煤矿巷道中广泛推广应用。为了达到以上目的，本技术的弹簧电阻式锚杆测力仪含有中 空的筒体，所述筒体的中部安置有沿筒体长度方向延伸的弹簧，所述 弹簧和筒体的下端相对固定，所述筒体和弹簧之间固定有沿筒体长度方向延伸的电阻丝，所述电阻丝上套有与之电连接的金属片，所述金 属片与弹簧的上端固连。本技术的目的由以下技术方案进一步实现所述筒体的下端 通过侧耳固定在下托盘上。测量时，将下托盘安置在岩体等处固定，从电阻丝的下端以及 金属片上引出通往外部数据采集系统的连接导线，当弹簧上部的锚 杆(索)承受应力时，弹簧位置导致输出的电阻信号发生相应变化， 从而可以测得到锚杆(索)内力变化，达到安全4企测的目的。以下结合附图对本技术作进一步的说明。附图说明图1为本技术一个实施例的结构示意图。具体实施方式实施例一本实施例的弹簧电阻式锚杆测力仪如图1所示，主要由与外部 数据采集系统通讯连接的内力测量系统组成。该内力测量系统包括1、弹簧；2、电阻丝；3、导电金属片；4、第一连接导线；5、第二连接导线；6、筒体；7、第一接线柱；8，第二接线柱；9、侧耳；10、下托盘；11、上托盘。筒体6的中部安置有沿筒体长度方向延伸的弹簧1，弹簧1下端与筒体的下端相对固定，筒体6的下端通过侧耳9固定在下托盘10上。筒体6和弹簧1之间固定有沿筒体长度方向延伸的电阻丝2,该电阻丝的上、下端分别通过第一接线柱7和第二4妄线柱8固定在筒体侧壁上。电阻丝2的下端与第二连接导线5电连接。该电阻丝上套有与之电连接的金属片3，即金属片3—端与弹簧1顶部固定连接，另一端设有圆孔，电阻丝2穿过金属片3端部的圆孔。该金属片的一端与弹簧1的上端以及第一连接导线4电连接。使用时，第一连接导线4穿过筒体6上端的穿孔与外部数据采集装置连接，第二连接导线5穿过筒体6底部的下圆孔与外部数据釆集 装置连接；筒体6通过侧耳9固定连接于下板盘10上。锚杆(索) 通过上托盘11支撑在弹簧1上。这样，锚杆(索)的内力测量可以 通过电阻丝、导体金属片转化为对电阻丝电阻的测量，通过测量电阻 丝电阻就可以确定锚杆(索)的内力。锚杆(索)内力损失使得锚杆(索)松弛，弹簧对应移动M , 此时锚杆(索)内力损失为F=kAX,其中k为弹簧的刚度常数。弹 簧移动的位移就等于导电金属片在电阻丝上移动的位移。根据 i = P〃、其中P为电阻丝的电阻率，/为电阻丝的长度，s为电阻丝横截面面积。对于等截面的电阻丝，只要通过导线量测电阻丝电阻的 变化值A/ ,就可以反推弹簧位移的变化，从而得到锚杆(索)内力 变化，达到安全4企测的目的。实践证明，该弹簧电阻式锚杆测力计在煤矿巷道等施工场所中采 用具有如下优点l)价格低廉煤矿巷道的锚杆支护使用率很高，对每个支护点进行监测的话，仪器成本决定了其适用性；2)安装、 测量方便煤矿巷道的施工环境异常艰苦，巷道黑暗潮湿，不利于施 工人员操作，而本实施例的运用，异常方便；3)可以满足工程要求 煤矿巷道的锚杆支护，使用频率高，而对每个测点的测量精度不高， 只需判别其受力是否失效即可，本专利能满足特定工程要求，判别失 效状况；4)安全性高本实施例中提出的锚杆受力监测，通过简单 的弹簧装置，将受力变化转化为电阻值的变化，从而进行测量，因而 结构简单，在环境恶劣的煤矿巷道中使用安全。除上述实施例外，本技术还可以有其他实施方式。凡采用等 同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本技术要求的保护范 围。权利要求1.一种弹簧电阻式锚杆测力仪，含有中空的筒体，其特征在于所述筒体的中部安置有沿筒体长度方向延伸的弹簧，所述弹簧和筒体的下端相对固定，所述筒体和弹簧之间固定有沿筒体长度方向延伸的电阻丝，所述电阻丝上套有与之电连接的金属片，所述金属片与弹簧的上端固连。2. 根据权利要求l所述的弹簧电阻式锚杆测力仪，其特征在于 所述金属片一端与弹簧顶部固定连接，另一端i殳有圓孔，所述电阻丝 穿过金属片端部的圓孔。3. 根据权利要求2所述的弹簧电阻式锚杆测力仪，其特征在于 所述电阻丝的上、下端分别通过第一接线柱和第二接线柱固定在筒体 侧壁上。4. 根据权利要求3所述的弹簧电阻式锚杆测力仪，其特征在于 所述筒体的下端通过侧耳固定在下托盘上。专利摘要本技术涉及一种弹簧电阻式锚杆测力仪，属于测量器具
该测力仪含有中空的筒体，所述筒体的中部安置有沿筒体长度方向延伸的弹簧，所述弹簧和筒体的下端相对固定，所述筒体和弹簧之间固定有沿筒体长度方向延伸的电阻丝，所述电阻丝上套有与之电连接的金属片，所述金属片与弹簧的上端固连。量时，将下托盘安置在岩体等处固定，从电阻丝的下端以及金属片上引出通往外部数据采集系统的连接导线，当弹簧上部的锚杆(索)承受应力时，弹簧位置导致输出的电阻信号发生相应变化，从而可以测得到锚杆(索)内力变化，达到安全检测的目的。文档编号G01L1/04GK201408095SQ200920035408公开日2010年2月17日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日专利技术者捷 沈, 胡少伟, 亮 陈 申请人:胡少伟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧电阻式锚杆测力仪，含有中空的筒体，其特征在于：所述筒体的中部安置有沿筒体长度方向延伸的弹簧，所述弹簧和筒体的下端相对固定，所述筒体和弹簧之间固定有沿筒体长度方向延伸的电阻丝，所述电阻丝上套有与之电连接的金属片，所述金属片与弹簧的上端固连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡少伟，陈亮，沈捷，
申请(专利权)人：胡少伟，
类型：实用新型
国别省市：84[]