一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器及其制作方法与流程

本发明涉及土木监测领域的一种桥梁拉索索力检测、监测装置，特别是一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器及其制作方法。

背景技术：

磁通量传感器广泛应用于拉索和预应力筋的应力测量，为桥梁的安全运营保驾护航，拉索的设计使用年限都要求不低于30年，而磁通量传感器通常会因为器件腐蚀提前损坏，为桥梁的后期运营维护带来了巨大挑战；目前，磁通量传感器一般是采用镀铬和灌注环氧胶进行防腐保护，由于环氧胶和数据线的保护套粘结性较差，易产生缝隙，不能起到预期的密封作用；传感器处在复杂的工程环境中工作，这些防腐材料也很容易发生湿热老化、变碎；另外，磁通量传感器从生产到安装要经历数道工序，传感器的磕碰无法避免，搬运过程中造成镀铬层被划伤等现象时有发生，难以保证防腐层的完好；一旦防腐材料破损，防腐体系就会失效，环境中的水气就会进入传感器内部，破坏器件，缩短了传感器的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器，该聚脲防腐抗爆磁通量传感器具有新型的聚脲防腐体系，能够提高磁通量传感器的整体防腐性能和抗爆性能，延长其使用寿命，扩大磁通量传感器的应用环境范围，较好地克服了现有磁通量传感器防腐体系的不足之处，本发明同时提供了该聚脲防腐抗爆磁通量传感器的制作方法。

解决上述问题的技术方案是：一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器，包括线轴、线圈、外套筒、数据线,所述线圈缠绕在线轴外面，所述数据线穿过出线挡板与线圈连接，所述线圈与外套筒之间的缝隙灌注有环氧树脂，其特征在于：在线轴、外套筒的外表面分别涂覆有一层粘结层，粘接层外涂覆有一层聚脲层，所述数据线的出口处外表面亦涂覆有一层粘结层，粘接层外涂覆有一层聚脲层。

所述的一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的进一步技术方案是：构成所述聚脲层的材料为聚脲材料，包括纯聚脲材料或半聚脲材料；其厚度为500～2000μm。

所述的一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的更进一步技术方案是：构成所述粘结层的材料为与数据线，线轴及聚脲层都具有粘结力的胶黏剂或涂料，包括环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、聚丙烯酸酯胶粘剂、α-氰基丙烯酸酯胶粘剂、橡胶胶粘剂、有机硅树脂胶胶粘剂、热塑性树脂胶粘剂或聚烯烃胶粘剂中的一种或几种，粘结层的厚度为20～60μm。

所述的一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的再进一步技术方案是：所述的外套筒为金属材质，包括钢材、铝材或铝合金，表面粗糙度不低于ra2.5级。

相关的另一技术方案是：一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的制作方法，它是本发明上述一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的制作方法，其制备工艺过程包括以下步骤：

a、基层处理

a1、对外套筒的处理：

a11、将磁通量传感器的外套筒焊缝上的焊瘤、焊渣、飞溅物打磨掉，清除金属表面的油脂、油污等杂物；

a12、对上述a11步骤得到的外套筒进行喷砂处理至ra2.5级以上，喷砂处理完后清洁底材，完全除去金属表面上的油脂、锈蚀斑等杂物，并清除粉尘；

a2、对线轴和数据线的处理：

用酒精或丙酮擦拭线轴和数据线的表面，清除表面的水分、油脂、尘埃等污染物，用干净的布擦干净所有的残留物，使表面清洁、干燥；

b、绕线圈：

按常规方法将将线圈缠绕在线轴表面；

c、组装传感器：

将数据线与线圈连接，再将缠绕了线圈的线轴装进外套筒；

d、灌注环氧树脂：

对c步骤得到的传感器灌注环氧树脂，填充线圈与外套筒之间的缝隙；

e、喷涂粘接层：

选用胶粘剂或涂料作为粘结层材料，在经a2步骤处理后的线轴和数据线的表面上喷涂胶粘剂或涂料，厚度控制为20～60μm；

f、喷涂聚脲层：

在e步骤施工后12-48小时内，进行聚脲层喷涂；构成聚脲层的聚脲涂料由a、b两种组份组成，采用专用喷涂设备对聚脲涂料加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料进行喷涂施工；

f1、确定喷涂条件：调节喷涂设备的工作参数，喷涂压力1900～2100psi、喷涂温度60～70℃，待出料稳定后进行喷涂；

f2、喷涂磁通量传感器底面：包括磁通量传感器外套筒底部和线轴的下半部分，聚脲层厚度控制为500～2000μm；

f3、喷涂磁通量传感器正面喷涂，包括磁通量传感器的数据线、外套筒和线轴的上半部分，聚脲层厚度控制为500～2000μm。

所述一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的制作方法的进一步技术方案是：在e、喷涂粘接层步骤，所喷涂的材料为与数据线，线轴及聚脲层都具有粘结力的胶黏剂或涂料，包括环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、聚丙烯酸酯胶粘剂、α-氰基丙烯酸酯胶粘剂、橡胶胶粘剂、有机硅树脂胶胶粘剂、热塑性树脂胶粘剂或聚烯烃胶粘剂中的一种或几种。

由于采取上述结构，本发明之《一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器及其制作方法》具有以下有益效果：

一、能极大地提高磁通量传感器的整体防腐性能和抗爆性能，延长其使用寿命，扩大了磁通量传感器的应用环境范围：

1、在发明之一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的线轴1、外套筒3的外表面喷涂聚脲涂料形成的聚脲层将磁通量传感器紧密包裹，使得磁通量传感器内部器件与外界腐蚀环境完全隔绝；由于聚脲材料的以下特性，极大地提高了磁通量传感器的整体防腐性能和抗爆性能，延长其使用寿命：

①聚脲是一种弹性体材料，具有强度高、撕裂强度高、耐老化性强、附着力高等特点，使得聚脲防腐抗爆磁通量传感器不易受到工作环境中腐蚀介质的破坏，能延长其使用寿命。

②聚脲材料耐磨性强、抗冲击性强，提高了聚脲防腐抗爆磁通量传感器的耐磨性和抗撞击性，能有效避免运输施工过程中的磕碰损伤，提升整个防腐体系的可靠性和耐久性。

③聚脲材料具有抗爆性，聚脲与金属材料所构成的复合结构抗爆性佳，扩大了磁通量传感器的应用环境范围。

2、采用在数据线和线轴的表面喷涂粘结层，外套筒进行喷砂处理的制备工艺，增强聚脲和各部件之间的粘结力，提高了整个防腐体系的密封性。

二、本发明之一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的制作方法具有操作简单、生产效率高、安全可靠的特点，制备出的产品涂层外表面光滑、连续无接缝。

下面结合附图和实施例对本发明之《一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器及其制作方法》的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1～图3是一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器结构示意图；

图1是主视剖视图，图2是图1的a部放大图，

图3是图1的b局部放大图；

图4是一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器制作方法中喷涂粘结层工艺示意图；

图5～图6是一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器制作方法中喷涂聚脲层工艺示意图；

图5是向聚脲防腐抗爆磁通量传感器底面喷涂聚脲材料；

图6是向聚脲防腐抗爆磁通量传感器正面喷涂聚脲材料。

图中：

1-线轴，2-线圈，3-外套筒，4-聚脲层，5-粘结层，6-数据线，7-出线挡板，8-环氧树脂，9-抽风机，10-涂料喷涂设备，11-传送带，12-聚脲喷涂设备；c-传送带行进方向。

具体实施方式

实施例一：

一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器：

如图1-图3所示，该聚脲防腐抗爆磁通量传感器包括线轴1、线圈2、外套筒3和数据线6,所述线圈2缠绕在线轴1外面，所述数据线6穿过出线挡板7与线圈2连接，在线圈2与外套筒3之间的缝隙灌注有环氧树脂8，在线轴1、外套筒3的外表面分别涂覆有一层粘结层5，粘接层外涂覆有一层聚脲层4，所述数据线6的出口处外表面亦涂覆有一层粘结层5，粘接层外涂覆有一层聚脲层4。

构成所述聚脲层4的材料为聚脲材料，包括纯聚脲材料或半聚脲材料；其厚度为500～2000μm。

构成所述粘结层5的材料为与数据线6，线轴1及聚脲层4都具有粘结力的胶黏剂或涂料，包括环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、聚丙烯酸酯胶粘剂、α-氰基丙烯酸酯胶粘剂、橡胶胶粘剂、有机硅树脂胶胶粘剂、热塑性树脂胶粘剂或聚烯烃胶粘剂中的一种或几种，粘结层5的厚度为20～60μm。

所述的外套筒3为金属材质、包括钢材、铝材、铝合金，表面粗糙度不低于ra2.5级。

实施例二：

一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的制作方法。

它是实施例一所述一种聚脲防腐抗爆磁通量传感器的制作方法，其制备工艺过程包括以下步骤：

a、基层处理

a1、对外套筒3的处理：

a11、将磁通量传感器的外套筒3焊缝上的焊瘤、焊渣、飞溅物打磨掉，清除金属表面的油脂、油污等杂物；

a12、对上述a11步骤得到的外套筒3进行喷砂处理至ra2.5级以上，喷砂处理完后清洁底材，完全除去金属表面上的油脂、锈蚀斑等杂物，并清除粉尘；

a2、对线轴1和数据线6的处理：

用酒精或丙酮擦拭线轴1和数据线6的表面，清除表面的水分、油脂、尘埃等污染物，用干净的布擦干净所有的残留物，使表面清洁、干燥；

b、绕线圈：

按常规方法将将线圈2缠绕在线轴1表面；

c、组装传感器：

将数据线6与线圈2连接，再将缠绕了线圈的线轴1装进外套筒3；

d、灌注环氧树脂：

对c步骤得到的传感器灌注环氧树脂8，填充线圈2与外套筒3之间的缝隙；

e、喷涂粘接层：

选用胶粘剂或涂料作为粘结层5材料，在经a2步骤处理后的线轴1和数据线6的表面上喷涂胶粘剂或涂料，厚度控制为20～60μm；

f、喷涂聚脲层：

在e步骤施工后12-48小时内，进行聚脲层4喷涂；构成聚脲层4的聚脲涂料由a、b两种组份组成，采用专用喷涂设备对聚脲涂料加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料进行喷涂施工；

f1、确定喷涂条件：调节喷涂设备的工作参数，喷涂压力1900～2100psi、喷涂温度60～70℃，待出料稳定后进行喷涂；

f2、喷涂磁通量传感器底面：包括磁通量传感器外套筒3底部和线轴1的下半部分，聚脲层4厚度控制为500～2000μm；

f3、喷涂磁通量传感器正面喷涂，包括磁通量传感器的数据线6、外套筒3和线轴1的上半部分，聚脲层4厚度控制为500～2000μm。

在e、喷涂粘接层步骤，所喷涂的材料为与数据线6，线轴1及聚脲层4都具有粘结力的胶黏剂或涂料，包括环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、聚丙烯酸酯胶粘剂、α-氰基丙烯酸酯胶粘剂、橡胶胶粘剂、有机硅树脂胶胶粘剂、热塑性树脂胶粘剂或聚烯烃胶粘剂中的一种或几种。