一种构件外表面安装应变传感器的方法
【专利摘要】本发明涉及一种构件外表面安装应变传感器的方法，适用于各种结构构件表面应变传感器的测试和安装，属于建构筑物结构检测评估的【技术领域】。首先在传感器端头焊接预制焊接头，预制焊接头的一部分包覆于传感器端头上，另一部分突出于传感器端头的外面；其次，将传感器固定支座固定安装在构件外表面上；然后，再将预制焊接头焊接至传感器固定支座上。本发明在应变传感器两端采用特制的预留焊接接头，传感器固定支座采用特定形状，保证焊接质量，同时简化了传感器安装过程，提高工作效率。同时本发明方法安装的传感器使用完毕后可以将其从固定支座上拆除，补充预留焊锡后可以继续使用。
【专利说明】一种构件外表面安装应变传感器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种构件外表面安装应变传感器的方法，适用于各种结构构件表面应变传感器的测试和安装，属于建构筑物结构检测评估的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着应变传感器技术的不断发展，采用应变传感器进行结构构件(包括混凝土构件、钢结构构件等)的表面应变检测与监测已经成为一种常见的技术手段。这种技术要求将应变传感器牢固的安置在构件外表面上，要保证应变传感器与构件达到共同变形，因此对应变传感器在构件外表面的安装方法有较高的要求。
[0003]传统的表面应变传感器安装方法采用螺栓固定、金属夹片固定或者粘胶结固定等方法，前两种方法在遇到振动荷载较大时往往会由于螺丝蠕变或者金属夹具细微滑移导致传感器零点漂移，第三种方法则在长期观测过程中受温度影响较大，另外胶结层易发生剪切应变而导致传感器读数不准确。
[0004]现有的表面应变传感器安装方法要求两端的传感器固定夹具必须准确的在同一直线上，否则传感器会产生弯曲变形无法有效安装在夹具中间。因此，需要开发一种安装方法避免上述问题，同时简化传感器安装过程，提高工作效率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，采用简易焊接方式，简化传感器安装过程，同时提高工作效率。
[0006]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0007]—种构件外表面安装应变传感器的方法，包括如下步骤:
[0008](I)在传感器端头焊接预制焊接头，预制焊接头的一部分包覆于传感器端头上，另一部分突出于传感器端头的外面；
[0009](2)将传感器固定支座固定安装在构件外表面上；
[0010](3)然后，再将预制焊接头焊接至传感器固定支座上。
[0011]所述的预制焊接头呈圆弧状，与传感器端头形状对应。预制焊接头的直径略大于传感器端头直径，预制焊接头能够较好地包覆于传感器端头外面。
[0012]进一步地，所述预制焊接头中部设置凹槽，内置焊料，所述的焊料可为锡铅焊料(焊锡)。
[0013]所述的传感器固定支座为方形，上部开凹形槽，凹形槽形状与预制焊接头形状对应。所述的凹形槽呈圆弧状，所述凹形槽直径略大于预制焊接头直径，预制焊接头能够恰好放置于凹形槽中。所述的凹形槽表面可以镀铜，或者在凹形槽表面预留焊锡焊点。
[0014]本发明方法可应用于混凝土构件和钢结构构件外表面，混凝土构件和钢结构构件可采用不同的传感器固定支座。
[0015]当所述的构件为混凝土构件时，采用膨胀螺栓和植筋胶将传感器固定支座固定在混凝土构件上。当所述的混凝土构件具有预埋件时，将传感器固定支座焊接在构件表面。
[0016]当所述的构件为钢结构构件时，将传感器固定支座焊接在构件表面。也可以直接将传感器预制焊接头焊接在钢结构或者预埋件表面，这时需要助焊剂辅助。
[0017]本发明在表面应变传感器两端增设特制的预留焊接接头，该接头上预置了锡铅焊料(焊锡)，在安装过程中，首先将特制的传感器固定支座按照传感器的安装方向和位置固定在构件表面，两个固定支座的间距和方向按照传感器大小预留(由于传感器预留焊接接头具有一定长度和弧度，因此允许固定支座的安装存在一定误差)，在固定支座安装完成后，直接将传感器两端的预留焊接接头与固定支座加热焊接即可完成安装。
[0018]本发明的优点在于:
[0019]1、本发明在应变传感器两端采用特制的预留焊接接头，传感器固定支座采用特定形状，保证焊接质量，同时简化了传感器安装过程。
[0020]2、混凝土构件和钢结构构件可采用不同的传感器固定支座，钢结构构件也可直接将传感器固定支座焊接于其上。
[0021]3、本发明方法安装的传感器使用完毕后可以将其从固定支座上拆除，补充预留焊锡后可以继续使用。
[0022]随着传感器技术的发展和“感知中国”脚步的加快，本发明技术的应用前景十分广泛，具有很好的经济效益和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是传感器预制焊接头示意图。
[0024]图2是传感器固定支座示意图。
[0025]图3是传感器安装示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0027]请参阅图1-3，本发明在构件外表面安装应变传感器I的方法，首先，在传感器端头2焊接预制焊接头3，预制焊接头3的一部分包覆于传感器端头2上，另一部分突出于传感器端头2的外面；其次，将传感器固定支座固定安装在构件外表面上；然后，再将预制焊接头3焊接至传感器固定支座上。
[0028]本发明中，可以根据传感器的尺寸和规格来确定预留焊接接头和固定支座的具体尺寸，其规格大小可以调节。
[0029]如图1所示，是传感器预制焊接头示意图。预制焊接头3呈圆弧状，与传感器端头2形状对应，预制焊接头3的直径略大于传感器端头2直径，预制焊接头3能够较好地包覆于传感器端头2外面。预制焊接头3中部设置凹槽，内置焊料，可为锡铅焊料(焊锡)。预制焊接头3也可在传感器出厂时就牢固焊接在传感器端头2上。
[0030]如图2所示，是传感器固定支座示意图。传感器固定支座为方形，上部开凹形槽4，凹形槽4形状与预制焊接头3形状对应。凹形槽4呈圆弧状，凹形槽4直径略大于预制焊接头3直径，预制焊接头3能够较贴合地放置于凹形槽4中，在安装过程中允许出现误差。凹形槽4表面可以镀铜，或者在凹形槽4表面预留焊锡焊点。
[0031]本发明方法可应用于混凝土构件和钢结构构件外表面，混凝土构件和钢结构构件可采用不同的传感器固定支座。
[0032]当在混凝土构件外表面安装应变传感器I时，采用膨胀螺栓和植筋胶将传感器固定支座固定在混凝土构件上。如果混凝土构件上具有预埋件，则可将传感器固定支座焊接在构件表面。
[0033]当在钢结构构件外表面安装应变传感器I时，可将传感器固定支座焊接在构件表面。
[0034]安装时，直接将预制焊接头3用电烙铁加热焊接至固定安装支座上，安装后的形状如图3所示。
[0035]也可以直接将传感器预制焊接头3焊接在钢结构或者预埋件表面，这时需要助焊剂辅助。
[0036]具体安装步骤如下:
[0037]1、在传感器端头2焊接预制焊接头3，或者预制焊接头3在传感器出厂时就牢固焊接在传感器端头2上。
[0038]在传感器端头2焊接预制焊接头3，预制焊接头3的一部分包覆于传感器端头2上，另一部分突出于传感器端头2的外面。预制焊接头3呈圆弧状，与传感器端头2形状对应，预制焊接头3的直径略大于传感器端头2直径，预制焊接头3能够较好地包覆于传感器端头2外面。预制焊接头3中部设置凹槽，内置焊料，可为锡铅焊料(焊锡)。
[0039]2、将固定支座固定在构件表面。
[0040]混凝土构件和钢构件不同，可以将固定支座下方钻孔安装膨胀螺栓，再利用膨胀螺栓和植筋胶将固定支座固定在混凝土构件上，对于有预埋件的混凝土构件或者钢结构构件，可以将固定支座焊接在构件表面，也可以直接将传感器预制焊接接头焊接在钢结构或者预埋件表面，但是需要助焊剂辅助。
[0041]固定支座安装过程中，应尽量保证两个支座在同一直线上，但允许部分误差，允许误差大小取决于固定支座凹槽直径与预制焊接接头直径大小的差别。
[0042]3、预制焊接接头与固定支座焊接
[0043]将焊接接头与固定支座表面清理干净，由于焊接接头上预留焊锡，因此直接将二者对接后用电烙铁加热完成焊接即可。为了更好保证焊接质量，可以对固定支座凹槽表面镀铜，或者在固定支座凹槽表面也预留焊锡焊点。
[0044]对于钢结构构件，可以直接将预制焊接接头焊接在钢结构构件表面，但是需要对钢构件表面仔细清理，同时使用助焊剂辅助。
[0045]4、传感器读数与测试
[0046]由于传感器读数测试期间，传感器自身所承受的拉力并不大(取决于传感器自身构造，不再赘述)，因此焊锡焊接的抗拉强度已经足够满足传感器的运作，而且不会产生零漂和温漂。
[0047]5、传感器拆除
[0048]采用这种传感器安装方法安装的传感器使用完毕后，使用工具将预制焊接接头从固定支座表面敲击拆下即可，对预制焊接接头补充焊锡后仍可配合新的固定安装支座重复使用。
【权利要求】
1.一种构件外表面安装应变传感器的方法，包括如下步骤: (1)在传感器端头焊接预制焊接头，预制焊接头的一部分包覆于传感器端头上，另一部分突出于传感器端头的外面； (2)将传感器固定支座固定安装在构件外表面上； (3)然后，再将预制焊接头焊接至传感器固定支座上。
2.根据权利要求1所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述的预制焊接头呈圆弧状，与传感器端头形状对应。
3.根据权利要求2所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述预制焊接头的直径大于传感器端头直径。
4.根据权利要求3所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述预制焊接头中部设置凹槽，内置焊料。
5.根据权利要求1所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述的传感器固定支座为方形，上部开凹形槽，凹形槽形状与预制焊接头形状对应。
6.根据权利要求5所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述的凹形槽呈圆弧状，所述凹形槽直径大于预制焊接头直径。
7.根据权利要求6所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:在所述的凹形槽表面镀铜，或者在凹形槽表面预留焊锡焊点。
8.根据权利要求1所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述的构件为混凝土构件时，采用膨胀螺栓和植筋胶将传感器固定支座固定在混凝土构件上。
9.根据权利要求8所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述的混凝土构件具有预埋件时，将传感器固定支座焊接在构件表面。
10.根据权利要求1所述的构件外表面安装应变传感器的方法，其特征在于:所述的构件为钢结构构件时，将传感器固定支座焊接在构件表面。
【文档编号】B23K1/00GK103567582SQ201210260804
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2012年7月25日
【发明者】孙雨, 李晓东, 李永录 申请人:中冶建筑研究总院有限公司