专利名称：一种混凝土集成应变计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电阻应变计，是一种混凝土专用的应变计。
背景技术：
理论上结构的应力应变测试以电阻应变测试的精度为最高，但以往的工程结构现 场试验，直贴电阻应变片的应变测试精度多数达不到要求，许多还是失败的，其原因如下1.未能有效解决温差电阻变化对测试结果的影响由于混凝土结构直接受到阳光的直射和风吹的影响，实际上混凝土结构温度场的 变化是很复杂且变化强烈的，各个测点的温度及变化相差较大，不可能给每一测点都配上 补偿块并保证其温度及变化相一致。要能有效进行电桥的温差补偿是件十分困难的工作。 并且以往通过采用温度补偿片进行半桥及全桥的补偿的技术，除上述难于保证工作片、补 偿片及混凝土结构或试件的温度补偿外，更引入了连接导线温差电阻变化对电桥的严重影 响。我们知道现场应变测试的连接引线及导线不可能处于相同的温度场中，由于铜质导线 的电阻温度系数很高，如对断面为0. 12m m2的铜质导线，当温差每变化1°C，对于10m、20m、 50m线长将分别产生40us、75us、180us的变化，这对于实测应变绝对值较小的工程应变测 试来说，产生的温飘可以覆盖结构受力变化的量值。2.人们对非均质的、存在微裂缝甚至开裂的混凝土的应变测试认识存在不足目前，公知的混凝土应变计为长标应变计，敏感栅长度达到50mm至150mm，应变片 的基底通常采用了纸基或胶膜为材料。一般认为混凝土应变片的工作栅长度应大于4倍石 子粒径，且不宜用于已开裂的混凝土的测试。从混凝土的微观结构上分析来说，混凝土中石 子和水泥砂浆胶体的弹、塑性是存在明显的差异性，并且石子和水泥砂浆间也存在微裂缝， 所以混凝土的应力应变分布是不均勻的；从相对宏观上分析，混凝土表面存在不均勻性，如 存在气孔、砂眼、局部的离析及蜂窝等，这些现象进一步强化了混凝土的应变分布的不均勻 性，及引发应变滞后及灵敏度降低的问题；混凝土结构受力发生开裂前夕，混凝土便已发 生了严重的应变重分配，使单个测点的应变片的量测结果不能代表混凝土力学计算的理论 值。采用纸基或胶膜为基底材料的应变计，由于应变片本身的抗裂性能差，在开裂初期应变 片局部拉裂而失效。因此尽管采用一般的长标距的应变片，也仍然不能完全适应混凝土结 构应变精确测试的要求。3.未能确保应变片的绝缘和抗干扰等技术均满足要求直接在混凝土表面粘贴应变片，不管是短期的或长期的应力测试，都肯定是十分 错误和不负责任的行为，因为混凝土的绝缘电阻是不可能满足电阻应变测试的高要求的， 并且混凝土结构本身往往是就一个严重的电磁波干扰源。在现场对应变片进行防潮处理很 难达到技术要求，以往也未考虑到混凝土应变片的电磁波干扰的问题。在现场直接粘贴应变化还存在费时费工及安全的问题，贴片时也容易出现粘贴偏 位等缺陷，在混凝土结构上粘贴长标距应，常出现应变片中间脱空起鼓等缺陷，造成现场贴 片成功率低。
发明内容本实用新型的目的是1.采用低弹模的增强纤维基底，并利用加劲金属薄及金属薄线增设应变片基底的 锚固端，使应变片能更适合于非均质、存在微裂缝甚至开裂混凝土的应变测试。2.在增强纤维基底面上，设计胶水渗透沟及剪力键，确保应变片的粘接力和抗剪 强度。3.采用一片三线的接线方法，自动补偿导线的温差电阻对测试结果的影响。4.考虑设计成一体化的集成应变片，在确保绝缘电阻等技术要求下，具有现场安 装方便、快速、安全等优点。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种混凝土集成应变计，包括 增强纤维基底、应变敏感电阻、三芯屏蔽线、防水密封胶层和加劲金属薄线，其特征在于应 变敏感电阻的工作栅长度大于48mm，应变敏感电阻纵向布设在增强纤维基底的正面上，三 芯屏蔽线的一条芯线连接到应变敏感电阻的一端，三芯屏蔽线的另两条芯线同时连接到应 变敏感电阻的另一端，在增强纤维基底的正面上及其范围内的应变敏感电阻、三芯屏蔽线 的上方覆盖一层柔性的防水密封胶层，在增强纤维基底上分布有加劲金属薄线。本实用新型的特征在于应变敏感电阻纵向布设在增强纤维基底的中段，增强纤维 基底在应变敏感电阻工作栅长度范围的两端均延长了不小于IOmm以上的长度形成锚固 端。在于增强纤维基底正面在应变敏感电阻工作栅长度范围两端的延长段上覆盖有加劲金 属薄，在应变敏感电阻的外侧面处有加劲金属薄线，加劲金属薄与加劲金属薄线相连。并可 将三芯屏蔽线的屏蔽层连接到加劲金属薄上。本实用新型的特征在于在增强纤维基底背面分布的加劲金属薄线为与基底纵轴 向倾斜的斜线或短斜线，一方面起到柔性的加劲作用，另一方面在金属薄间形成内凹的线 槽，使胶水能有效渗入片底，确保应变片的粘接力和抗剪强度，也可在增强纤维基底背面分 布的加劲金属薄线为与基底纵轴向平行的短线，形成胶水渗透沟。可在增强纤维基底的背面上设计分布均勻的内凹线槽作为胶水渗透沟。本实用新型的特征在于应变敏感电阻为一个温度自补偿应变片。本实用新型的有益效果是，通过采用低弹模的增强纤维基底，并利用加劲金属薄 及金属薄线增设应变片基底的锚固端，使应变片具有刚柔相济不易拉断的特性，具有应变 均衡的协调能力，使其能更适合于非均质、存在微裂缝甚至开裂混凝土的应变测试。通过在 增强纤维基底面上直接设计内凹沟线或利用加劲金属薄线的缝沟，设计成为胶水渗透沟及 剪力键，粘贴应变片时使胶水能有效渗入片底，达到提高应变片的粘接力和抗剪强度。采用 一片三线的接线方法，达到自动补偿导线的温差电阻对测试结果的影响的目的。采用了增 强纤维基底和采用柔性防水密封材料进行了整体的防水密封处理，不但确保了应变片的绝 缘电阻等技术要求，也具有现场安装方便、快速、就位准确及安全等使用效果。
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构和实施方法作进一步的说明。
图1是一种混凝土集成应变计结构示意图。
4[0023]图2是应变片的接线方法示意图。图3是应变片背面的加劲金属薄线的一种方式示意图。图4是应变片背面的加劲金属薄线的另一种方式示意图。图5是应变片的增强纤维基底正面采用金属薄加劲的示意图。图6是是应变片背面设计胶水渗透沟的示意图。图中1.增强纤维基底，2.应变敏感电阻，3.三芯屏蔽线，4.防水密封胶层，5.加 劲金属薄线，6.加劲金属薄，7.内凹线槽.8.温度自补偿应变片。
具体实施方式
实施例1如附图1和附图2所示的一种混凝土集成应变计，采用环氧玻璃增强纤维基底，增 强纤维基底长度大于长标距应变片工作栅长度20mm以上，作为应变片的锚固端，如附图3 所示加劲金属薄线与应变片轴向斜角45°，如图2所示采用三芯导线，与应变片采用一片 三线接法，用硅胶等作为防水密封材料进行了整体的防水密封处理，使防水密封胶层为柔 软状态。实施例2如附图5所示的一种混凝土集成应变计，在增强纤维基底正面对应于应变敏感电 阻工作栅长度范围两端的延长段上增加加劲金属薄，以增大锚固段强度，在应变敏感电阻 的外侧面处有加劲金属薄线，以增大应变片的应变协调能力，将加劲金属薄与加劲金属薄 线相连，并连接到三芯屏蔽线的屏蔽层，以提高其抗电磁干扰的能力。其余同实施例1。实施例3如附图6所示的的一种混凝土集成应变计，采用温度自补偿应变片，并直接在增 强纤维基底的背面上设计内凹线槽做为注胶沟。其余同实施例1。
权利要求一种混凝土集成应变计，包括增强纤维基底(1)、应变敏感电阻(2)、三芯屏蔽线(3)、防水密封胶层(4)和加劲金属薄线(5)，其特征在于应变敏感电阻(2)的工作栅长度大于48mm，应变敏感电阻(2)纵向布设在增强纤维基底(1)的正面上，三芯屏蔽线(3)的一条芯线连接到应变敏感电阻(2)的一端，三芯屏蔽线(3)的另两条芯线同时连接到应变敏感电阻(2)的另一端，在增强纤维基底(1)的正面上及其范围内的应变敏感电阻(2)、三芯屏蔽线(3)的上方覆盖一层柔性的防水密封胶层(4)，在增强纤维基底(1)上分布有加劲金属薄线(5)。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土集成应变计，其特征在于应变敏感电阻(2)纵向 布设在增强纤维基底(1)的中段，增强纤维基底(1)在应变敏感电阻(2)工作栅长度范围 的两端均延长了不小于IOmm以上的长度。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土集成应变计，其特征在于增强纤维基底(1)正面 在应变敏感电阻(2)工作栅长度范围两端的延长段上覆盖有加劲金属薄(6)，在应变敏感 电阻(2)的外侧面处有加劲金属薄线(5)，加劲金属薄(6)与加劲金属薄线(5)相连。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土应变计，其特征在于三芯屏蔽线(3)的屏蔽线导 线连接到加劲金属薄(6)上。
5.根据权利要求3所述的一种混凝土集成应变计，其特征在于在增强纤维基底(1)背 面分布的加劲金属薄线(5)为与基底纵轴向倾斜的斜线或短斜线。
6.根据权利要求3所述的一种混凝土集成应变计，其特征在于在增强纤维基底(1)背 面分布的加劲金属薄线(5)为与基底纵轴向平行的短线。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土集成应变计，其特征在于在增强纤维基底(1)的 背面上分布着内凹线槽(5)。
8.根据权利要求1所述的一种混凝土集成应变计，其特征在于应变敏感电阻(2)为一 个温度自补偿应变片(8)。
专利摘要本实用新型公开了一种针对混凝土结构应力测试的专用应变计，其主要特征在于采用低弹模的增强纤维基底，并利用加劲金属薄及金属薄线增设了应变片基底的锚固端，使应变片更适用非均质、存在微裂缝甚至开裂混凝土的应变测试；在增强纤维基底面上，利用加劲金属薄线形成胶水渗透沟及剪力键，确保应变片的粘接力和抗剪强度；采用一片三线的接线方法，自动补偿导线温差电阻的影响；采用柔性防水密材料进行了整体的防水密封处理，设计成一体化的集成应变片，在确保绝缘电阻等技术要求下，具有现场安装方便、快速、安全等优点。
文档编号G01B7/16GK201697604SQ20102021788
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者庄建明, 张劲池, 陈彦平 申请人:陈彦平