一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于土木建筑行业，涉及隧道工程围岩内部应变监测的装置，具体地说是一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器。
【背景技术】
[0002]钢弦传感器是土木工程施工监测的重要监测设备。在测量大型混凝土或钢构件长期使用所产生的微小应变或者测量各种荷载作用下的构件受力性能时，通常需要使用应变传感器及其相应的测量技术进行相应的测量。一般来说，目前所使用的应变传感器一般可为三类:电阻应变传感器、振弦应变传感器和光纤应变传感器。在隧道开挖过程中，振弦应变传感器以其稳定性好、可靠性高、环境适应性强等诸多优点而被广泛应。
[0003]由于钢弦式传感器的刚度为一个定值，在混凝土的应力应变测量效果较好，但目前对于岩质隧道围岩内部和隧道初次衬砌内部的应力应变监测中，由于隧道围岩刚度的多样性，往往会遇到传感器和围岩刚度不匹配的问题。若传感器刚度大于围岩刚度，则传感器无法达到和围岩同步变形，其变形量较小，无法准确测出围岩应变；若传感器刚度远小于围岩刚度，则传感器周围形成较明显的应力集中区，同样会影响测量精度。故最佳状态应为传感器刚度与围岩刚度接近，这样可以精确测出围岩内部应变变化。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种刚度可调的埋入式，解决目前遇到的传感器和围岩刚度不匹配的问题，从而对隧道围岩内部某点单方向应变进行准确地测量。
[0005]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器，包括外壳，外壳两端各设一个端座，每个端座上分别固定连接一个夹线器，两个夹线器之间连接一根可以产生共振的钢弦，位于钢弦下方在外壳上设置有电磁线圈，外壳的外部沿外壳长度方向设有外螺纹，所述应变传感器还包括护管，护管为空心圆环，其内径与外壳的外径相同，护管的内壁上设有与外壳的外螺纹相匹配的内螺纹。
[0006]本发明所述外螺纹的长度与钢弦的长度相同。
[0007]本发明所述外壳由铝合金制成。
[0008]本发明所述护管的壁厚为3mm。
[0009]本发明的有益效果是:本发明结构简单，方便实用。将本发明所述的经过设计改进的振弦应变传感器安装在待测围岩内部，可使用振弦式应变测量装置对上述振弦应变传感器中的振弦进行激励，然后测量上述振弦的共振频率，从而得到待测结构中的相关物理量，其工作刚度可以调节，在使用时将其刚度调节至围岩刚度，解决了传统传感器和围岩刚度不匹配的问题，提高测试精度。
【附图说明】
[0010]图1为本发明传感器的结构示意图； 图2为本发明护管的截面图；
图中标记:1、外壳，2、端座，3、夹线器，4、钢弦，5、电磁线圈，6、外螺纹，7、护管，8、内螺纹。
【具体实施方式】
[0011]如图所示，一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器，包括外壳1，外壳I两端各设一个端座2，每个端座2上分别固定连接一个夹线器3，两个夹线器3之间连接一根可以产生共振的钢弦4，位于钢弦4下方在外壳I上设置有电磁线圈5，外壳I的外部沿外壳I长度方向设有外螺纹6，所述应变传感器还包括护管7，护管7为空心圆环，其内径与外壳I的外径相同，护管7的内壁上设有与外壳I的外螺纹相匹配的内螺纹8。
[0012]外螺纹6的长度与钢弦4的长度相同。
[0013]外壳I由铝合金制成。
[0014]护管7的壁厚为3mm。
[0015]将施加预紧力的钢弦4放置在磁场中，对钢弦4加以激振后，钢弦4将会发生共振，共振的弦线在磁场中作切割磁力线运动，因此，可在拾振线圈中感应出电势U，感应电势的频率就是振弦的共振频率。钢弦的共振频率与弦线所承受的张力或拉力与传感器所承受的压力或位移成线性关系，因此测得刚弦4的共振频率即可求出待测物理量(压力或位移)。由于外壳I以铝合金作材料，刚度较小，为实现刚度可调，外加刚度可调式护管7。在使用过程中，根据地勘材料，确定出围岩的弹性模量，在传感器外表面增加可调式护管7，由于可调式护管7和传感器外壳I采用螺纹密切联结，变形达到同步，每增加一个可调式护管7增加一定的弹性模量值，以此增加钢弦式应变传感器的刚度，通过设定可调式护管7的个数，达到传感器的刚度和围岩刚度匹配的目的。
【主权项】
1.一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器，包括外壳(I )，外壳(I)两端各设一个端座(2)，每个端座(2)上分别固定连接一个夹线器(3)，两个夹线器(3)之间连接一根可以产生共振的钢弦(4)，位于钢弦(4)下方在外壳(I)上设置有电磁线圈(5)，其特征在于:外壳(O的外部沿外壳(I)长度方向设有外螺纹(6)，所述应变传感器还包括护管(7)，护管(7)为空心圆环，其内径与外壳(I)的外径相同，护管(7)的内壁上设有与外壳(I)的外螺纹相匹配的内螺纹(8)。2.根据权利要求1所述的一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器，其特征在于:所述外螺纹(6)的长度与钢弦(4)的长度相同。3.根据权利要求1所述的一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器，其特征在于:所述外壳(I)由销合金制成。4.根据权利要求1所述的一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器，其特征在于:所述护管(7)的壁厚为3mm。
【专利摘要】一种刚度可调的埋入式钢弦应变传感器，包括外壳，外壳两端各设一个端座，每个端座上分别固定连接一个夹线器，两个夹线器之间连接一根可以产生共振的钢弦，位于钢弦下方在外壳上设置有电磁线圈，外壳的外部沿外壳长度方向设有外螺纹，所述应变传感器还包括护管，护管为空心圆环，其内径与外壳的外径相同，护管的内壁上设有与外壳的外螺纹相匹配的内螺纹。本发明有益效果：本发明提供的钢弦应变传感器工作刚度可以调节，在使用时将其刚度调节至围岩刚度，解决了传统传感器和围岩刚度不匹配的问题，提高测试精度。
【IPC分类】G01B7/16
【公开号】CN104897043
【申请号】CN201510331089
【发明人】黄强, 何朋立, 刘颖辉
【申请人】洛阳理工学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日