磁应力传感器及其屏蔽外壳端盖的制作方法

本实用新型涉及磁应力检测设备领域，尤其涉及一种检测由多股钢丝绞合而成的钢索或钢筋、钢棒等铁磁材料的内部应力测量装置及其屏蔽外壳端盖。

背景技术：

基于铁磁材料的磁弹效应原理制作的磁应力传感器，利用被测量的钢铁构件组成传感器，在其承受的应力发生变化时，该钢铁构件的磁导率同时发生变化，通过测量该磁导率的变化量，测定钢铁构件中的应力大小。

磁应力传感器针对钢铁构件的张拉过程进行精确监控以及后续运行维护期间的长期监测，是一种有高精度要求的测量装置，但在实际工程应用中受到周围环境的影响，一方面是来自被测构件、空间电磁辐射和传感器与仪器之间引线引起的电磁干扰，另一方面，现场铁磁环境易于引起传感器测量线圈的磁场泄漏，使测量精度降低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够有效屏蔽外界强电磁干扰，减少传感器测量线圈磁场泄漏的磁应力传感器及其屏蔽外壳端盖。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

磁应力传感器的屏蔽外壳端盖，由铁磁材料制成，安装在屏蔽外壳的套筒的两端，传感器外壳的端盖沿其长度方向分为连接部和手持部两部分，连接部和手持部的中线重合，连接部呈柱状，连接部的外径与套筒端部的内径匹配，连接部与套筒端部过盈配合连接；端盖连接在套筒上后，手持部露在套筒外侧，手持部与连接部连接的一端，其尺寸大于连接部的端部尺寸；端盖内部设有相互连通的第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔的中线与端盖的中线重合，第一空腔和第二空腔分别与端盖的外部连通，第一空腔的长度L1与端盖的长度L之比在0.1～0.3的范围内，第一空腔的直径大于第二空腔的直径，使端盖内壁形成限位台阶。

上述结构的端盖，设置在屏蔽外壳套筒的两端，与套筒共同组成屏蔽外壳，能隔离周围环境的电磁干扰，同时减少传感器测量线圈的磁场外泄，保障磁应力传感器的测量精度。端盖通过其上的连接部与套筒过盈配合连接，连接方便，并设置外露的手持部便于端盖的拆装。端盖内部设置第一空腔和第二空腔以供待测量的钢铁构件伸入外壳内部的线圈骨架中使其位于测量线圈内部，并设置第一空腔和第二空腔的尺寸不同使端盖内壁形成台阶用于对位于外壳内的线圈骨架定位。

作为优选，手持部为锥形结构，锥角α在50︒～90︒的范围内；端盖的长度L与手持部较宽的一端的半径R2之比在0.25～2.5的范围内；第一空腔的半径R1与端盖手持部的较宽的一端的半径R2之比在0.3～0.8的范围内。端盖按上述尺寸设置，屏蔽外壳整体外观比较和谐。

作为优选，第一空腔设置在连接部，第二空腔设置在手持部。

磁应力传感器，包括由内往外设置的线圈骨架、测量线圈、屏蔽外壳套筒和上任一项所述的磁应力传感器的屏蔽外壳端盖，线圈骨架设置为可穿套在待测量的钢铁构件外周的筒状结构，测量线圈缠绕在线圈骨架的外周，线圈骨架外侧壁上设有用于限制测量线圈缠绕位置的限位片，线圈骨架及缠绕在线圈骨架上的测量线圈位于由端盖和套筒组成的屏蔽外壳的内部，线圈骨架的两端部伸入端盖的第一空腔中并由端盖内壁上的限位台阶定位。上述磁感应传感器，测量精度高，并通过在端盖内部的台阶定位安装在壳体内的线圈骨架，定位结构简单。

综上所述，本实用新型具有能够有效屏蔽外界强电磁干扰，减少传感器测量线圈磁场泄漏以提高磁应力传感器测量精度的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型磁应力传感器的结构示意图。

图2为本实用新型中端盖的结构示意图。

其中：1、线圈骨架，11、限位片，2、测量线圈，3、套筒，31、套筒内壁的台阶，4、端盖，41、连接部，411、第一空腔，42、手持部，421、第二空腔，43、连接部与手持部之间的台阶，44、端盖内壁的限位台阶，5、待测量的钢铁构件。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的优选实施方案作进一步详细的说明。

如图1所示的磁应力传感器，由内往外包括线圈骨架1、测量线圈2和屏蔽外壳。

线圈骨架1设置为可穿套在待测量的钢铁构件5外周的筒状结构，测量线圈2缠绕在线圈骨架1的外周，线圈骨架1外侧壁上设有用于限制测量线圈缠绕位置的限位片11，线圈骨架1及缠绕在线圈骨架1上的测量线圈2位于屏蔽外壳的内部。

屏蔽外壳由铁磁材料制作，采用45#钢或电工纯铁，屏蔽外壳包括一个套筒3和两个端盖4，两个端盖4分别设置在套筒3的两端，端盖4的一端嵌入套筒3内部，端盖4和套筒3共同形成传感器的整体外壳。传感器外壳的端盖4沿其长度方向分为连接部41和手持部42两部分，连接部41和手持部42的中线重合，连接部41呈柱状，连接部41的外径与套筒3端部的内径匹配，连接部与套筒端部过盈配合连接。端盖4连接在套筒3上后，手持部42露在套筒外侧，设置外露的手持部方便端盖与套筒之间的连接或拆卸。手持部42与连接部41连接的一端，其尺寸大于连接部的端部尺寸，使手持部和连接部的连接处形成台阶43，端盖卡入套筒内的尺寸由该台阶43限位，或套筒两端的内壁厚度小于套筒中段的内壁厚度，使套筒的内壁上由于厚度差形成台阶31，该台阶31对端盖连接部41的端部进入套筒内部的深度进行限位。

端盖4内部设有相互连通的第一空腔411和第二空腔421，第一空腔411和第二空腔421的中线与端盖4的中线重合，第一空腔411和第二空腔421分别与端盖4的外部连通，其中第一空腔411设置在连接部41，第二空腔421设置在手持部42，第一空腔411的直径大于第二空腔421的直径，使端盖内壁形成限位台阶44，第一空腔411的长度L1与端盖4的长度L之比在0.1～0.3的范围内，端盖安装完成后，线圈骨架1的端部位于第一空腔411内并通过端盖内壁的限位台阶44定位。本实施例中手持部42为锥形结构，锥角α在50︒～90︒的范围内。端盖4的长度L与手持部42较宽的一端的半径R2之比在0.25～2.5的范围内，第一空腔的半径R1与端盖手持部的较宽的一端的半径R2之比在0.3～0.8的范围内。使端盖的整体外观更加和谐。

上述结构的磁应力传感器，通过端盖直接将线圈骨架定位在套筒内，且构成屏蔽外壳的套筒3和端盖均由电工纯铁制成，周围环境的电磁干扰难以穿透到传感器内部，同时减少传感器测量线圈的磁场外泄，保障磁应力传感器的测量精度。