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申请/专利权人：基康仪器股份有限公司

摘要：本发明涉及了一种振弦式一体式应变计，包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，钢弦护筒中部采用垂向压制的扁平状，第一电感线圈和第二电感线圈分别设置于钢弦的两侧并分别贴合钢弦护筒中部的两个扁平侧面，屏蔽电缆设置于钢弦护筒上方且其接线端置于钢弦护筒中部上方，保护外套包裹并保护钢弦护筒中部扁平部位、第一电感线圈、第二电感线圈和屏蔽电缆的接线端，该应变计巧妙地将两个电感线圈设置在钢弦这个主测量元件的两侧，使得测量过程更为高效、测量结果更为准确。

主权项：1.一种振弦式一体式应变计，包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒，其特征在于，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，所述钢弦护筒中部采用垂向压制的扁平状，压制后的钢弦护筒的中间部位扁平突出且该扁平部位的边缘逐渐过渡到中央部位的平面，所述第一电感线圈和第二电感线圈分别设置于所述钢弦的两侧并分别贴合所述钢弦护筒中部的两个扁平侧面以降低线圈产生的间隙，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的中央分别设置相互配合的软磁和硬磁，所述软磁和硬磁分别随第一电感线圈和第二电感线圈贴在钢弦护筒中部扁平部位的两侧，所述软磁和硬磁分别结合第一电感线圈和第二电感线圈为钢弦提供信号激励和输出；所述屏蔽电缆设置于所述钢弦护筒上方且其接线端置于所述钢弦护筒中部上方，所述保护外套包裹并保护所述钢弦护筒中部扁平部位、所述第一电感线圈、所述第二电感线圈和所述屏蔽电缆的接线端。

全文数据：一种振弦式一体式应变计技术领域本发明涉及岩土工程结构安全监测技术领域，具体涉及一种振弦式一体式应变计。背景技术振弦式应变计是一种用振弦原理来进行测量的应变计，其最大的优点是结构简单，工作可靠，输出信号为标准的频率信号，非常方便计算机处理。传统的振弦式应变计结构是在一外筒内设置钢弦，钢弦两端固定在外筒两端的两个端座上，采集线圈设置在外筒的外部中间且采集线圈中设置有磁铁。传统的振弦式应变计的缺点有两个，一是其通常采用分体式设计，即采集线圈部分与应变计主体为分离结构设计且外形比较大，进行测量时需要先将各个部件组装起来，安装工序复杂繁琐而且占用空间过大；二是其设计两个采集线圈且把两个采集线圈一同并排设置在钢弦的单侧面，由此在应变计长期的测量工作过程中会导致两个采集线圈中的一个或两个与钢弦之间产生间隙，且间隙随着时间可能会越来越大，从而导致测量信号受到影响，测量结果的准确度也愈发降低。发明内容本发明针对现有振弦式应变计多为分体式而导致部件安装工序复杂繁琐且占用空间过大以及其将两个采集线圈均一同设计在钢弦的单侧面导致线圈易产生间隙进一步影响测量信号准确度等技术问题，提供一种振弦式一体式应变计，巧妙地将两个电感线圈设置在钢弦这个主测量元件的两侧，有效避免了由于单侧双线圈产生间隙而导致的测量准确度降低的问题，使得测量过程更为高效、测量结果更为准确，同时还采用一体化封装技术将此应变计的电感线圈等关键部件的部位进行了有效封装，减小了体积还增加了密封性和安全性。本发明的技术方案如下：一种振弦式一体式应变计，包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，所述钢弦护筒中部采用垂向压制的扁平状，所述第一电感线圈和第二电感线圈分别设置于所述钢弦的两侧并分别贴合所述钢弦护筒中部的两个扁平侧面，所述屏蔽电缆设置于所述钢弦护筒上方且其接线端置于所述钢弦护筒中部上方，所述保护外套包裹并保护所述钢弦护筒中部扁平部位、所述第一电感线圈、所述第二电感线圈和所述屏蔽电缆的接线端。优选地，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的中央分别设置相互配合的软磁和硬磁，所述软磁和硬磁分别结合第一电感线圈和第二电感线圈为钢弦提供信号激励和输出。优选地，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈均分别包括公共接线端和信号接线端且二者的公共接线端相连。优选地，上述振弦式一体式应变计还包括热敏电阻且所述屏蔽电缆的接线端包括四个接线头，所述屏蔽电缆的两个接线头分别与所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的信号接线端连接，所述屏蔽电缆的另两个接线头分别连接所述热敏电阻的两个引脚。优选地，所述保护外套及其内部部件由环氧树脂环裹封装，所述环氧树脂与所述钢弦护筒的接触间隙还设置密封圈。优选地，上述振弦式一体式应变计还包括分别设置于左侧端部和右侧端部的两个楔块，所述钢弦通过两个楔块固定于左侧端部和右侧端部之间。优选地，所述左侧端部和右侧端部均包括具有中心通孔的圆柱形凸块部，各凸块部分别插入所述钢弦护筒的两端且钢弦穿过所述中心通孔；和，各所述凸块部的侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈。优选地，振弦式一体式应变计，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧设置于所述钢弦护筒内部左侧位置且所述压缩弹簧的左端与左侧端部的凸块部右端接触，所述压缩弹簧用于撑护穿过所述压缩弹簧的钢弦。优选地，所述保护外套采用PVC材料；和或，所述钢弦外筒、所述左侧端部、所述右侧端部、两个楔块均采用不锈钢材料；和或，根据应用需求不同设置为端部规格不同的若干类型。优选地，上述振弦式一体式应变计还包括在钢弦护筒的左右两侧分别热缩一段的热缩管；和，所述左侧端部设置有螺纹孔。本发明的技术效果如下：本发明涉及了一种振弦式一体式应变计，除了包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒外，还包括改进设计的第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，将第一电感线圈和第二电感线圈分别设置于钢弦的两侧并分别贴合钢弦护筒中部的两个扁平侧面，巧妙地将两个电感线圈设置在钢弦这个主测量元件的两侧，有效避免了由于单侧双线圈产生间隙而导致的测量准确度降低的问题，使得测量过程更为高效、测量结果更为准确，还利用保护外套包裹并保护钢弦护筒中部扁平部位、第一电感线圈、第二电感线圈和屏蔽电缆的接线端，并进一步利用有效封装技术对保护外套及内部部件进行一体化封装，减小了整体体积还增加了密封性和安全性，实用性极强。附图说明图1为本发明一种振弦式一体式应变计结构示意图的正视角度的剖面图。图2为本发明一种振弦式一体式应变计结构示意图的俯视图。图3为图1的A-A’部位的左视角度的剖面图。图4为第二类型应变计结构的俯视图和正视图。图5为第三类型应变计结构的俯视图和正视图。图中各标号列示如下：1－左侧端部；2－钢弦；3－钢弦护筒；4－右侧端部；5－第一电感线圈；6－第二电感线圈；7－屏蔽电缆；8－保护外套；9－软磁；10－硬磁；11－热敏电阻；12－密封圈；13－楔块；14－压缩弹簧；15－环氧树脂；16—第二规格端部；17—热缩管；18—第三规格端部。具体实施方式下面结合附图对本发明进行说明。本发明涉及一种振弦式一体式应变计，结合图1结构示意图的正视角度的剖面图、图2结构示意图的俯视图及图3针对图1的A-A’部位的左视角度的剖面图综合来看，该应变计包括左侧端部1、右侧端部4、张拉于左侧端部1和右侧端部4之间的钢弦2、置于左侧端部1和右侧端部4之间并套在钢弦2外侧的钢弦护筒3，还包括第一电感线圈5、第二电感线圈6、屏蔽电缆7及用于保护两个电感线圈的保护外套8，所述钢弦护筒3是用来定位钢弦2的长度以及保护钢弦2的，所述钢弦护筒3中部采用垂向压制的扁平状，压制后的钢弦护筒3的中间部位扁平突出且该扁平部位的边缘逐渐过渡到中央部位的平面该平面由图1钢弦护筒3扁平部位的正中间的两个三角形和方形痕迹表示出，所述第一电感线圈5和第二电感线圈6分别设置于所述钢弦2的两侧并分别贴合所述钢弦护筒3中部的两个扁平侧面图1中仅示出一侧的第二电感线圈6，图3中示出分别位于两侧的第一电感线圈5和第二电感线圈6，所述屏蔽电缆7设置于所述钢弦护筒3上方且其接线端置于所述钢弦护筒3中部上方，所述保护外套8包裹并保护所述钢弦护筒3中部扁平部位、所述第一电感线圈5、所述第二电感线圈6和所述屏蔽电缆7的接线端，优选地，结合图3所示，所述第一电感线圈5和所述第二电感线圈6的中央分别设置相互配合的软磁9和硬磁10，所述软磁9和硬磁10分别随第一电感线圈5和第二电感线圈6贴在钢弦护筒3中部扁平部位的两侧，所述软磁9和硬磁10分别结合第一电感线圈5和第二电感线圈6为钢弦2提供信号激励和输出，图3中还示出钢弦护筒3中央的钢弦2以及位于钢弦护筒3正上方的屏蔽电缆7，本结构再结合振弦测量工作原理完整实现对被测结构应变量的测量，具体地，当被测结构发生应变时，被测结构表面的变形将导致两个端部左侧端部1和右侧端部4之间的相对运动，从而引起钢弦2的张力改变，从而改变钢弦2的固有频率，测量仪表将脉冲信号通过第一电感线圈5、第二电感线圈6以及软磁9和硬磁10激振钢弦2并检测出两个线圈所感应信号的频率，经过换算最终得到被测结构的实际应变量，完成测量，整体频率信号稳定，可适用于长距离信号传输，其中屏蔽电缆7也为应变计整体提供信号输出及输入，本发明创新地应用改进设计的第一电感线圈5、第二电感线圈6、屏蔽电缆7及用于保护两个电感线圈的保护外套8，将第一电感线圈5和第二电感线圈6分别设置于钢弦2的两侧并分别贴合钢弦护筒3中部的两个扁平侧面，巧妙地将两个电感线圈设置在钢弦2这个主测量元件的两侧，有效避免了由于单侧双线圈产生间隙而导致的测量准确度降低的问题，即便是仍会产生一点间隙，但是单侧只有一个线圈，一个线圈的面积远小于两个线圈的面积，一个线圈产生的间隙也就会比两个线圈产生的间隙小很多，对于采集信号的影响也就会小很多，使得测量过程更为高效、测量结果更为准确，还利用保护外套8包裹并保护钢弦护筒3中部扁平部位、第一电感线圈5、第二电感线圈6和屏蔽电缆7的接线端，并进一步利用有效封装技术对保护外套8及内部部件进行一体化封装，减小了整体体积还增加了密封性和安全性，实用性极强。优选地，仍结合图3，所述第一电感线圈5和所述第二电感线圈6均分别包括公共接线端和信号接线端且二者的公共接线端相连，如图3下方的连接线所示为二者的公共接线端相连的示意，同时优选地，上述振弦式一体式应变计还包括如图1所示的热敏电阻11且所述屏蔽电缆7的接线端包括四个接线头，所述屏蔽电缆7的两个接线头分别与所述第一电感线圈5和所述第二电感线圈6的信号接线端连接图1和图3中均有示出，所述屏蔽电缆7的另两个接线头分别连接所述热敏电阻11的两个引脚图1中有示出，图3中未示出，所述热敏电阻11测量环境温度值，以根据环境温度信息对各测量元件尤其是钢弦2进行温度参数修正。优选地，仍结合图1，所述保护外套8及其内部部件由环氧树脂15环裹封装，所述环氧树脂15与所述钢弦护筒3的接触间隙还设置有密封圈12，在保护外套8的基础上还设置更为严格密封的环氧树脂15及密封圈12，使得应变计整体密封性更好，还能有效提升防潮性和耐水压性。优选地，上述振弦式一体式应变计还包括分别设置于左侧端部1和右侧端部4的两个楔块13，所述钢弦2通过两个楔块13固定于左侧端部1和右侧端部4之间。优选地，所述左侧端部和右侧端部均包括具有中心通孔的圆柱形凸块部，各凸块部分别插入所述钢弦护筒的两端且钢弦穿过所述中心通孔；各所述凸块部的侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有如图1所示的密封圈12，密封圈12起到增加密封性进而提升应变计整体的防潮性和耐水压性的作用。优选地，上述振弦式一体式应变计还包括如图1所示的压缩弹簧14，用于支撑钢弦2，所述压缩弹簧14设置于所述钢弦护筒3内部左侧位置且所述压缩弹簧14的左端与左侧端部1的凸块部右端接触，所述压缩弹簧14用于撑护穿过所述压缩弹簧14的钢弦2。优选地，所述保护外套采用PVC材料；和或，所述钢弦外筒、所述左侧端部、所述右侧端部、两个楔块均采用不锈钢材料，整体耐腐蚀性能好，可适用于恶劣环境的使用，具有长期可靠性。本发明的该应变计可根据应用需求不同设置为端部规格不同的若干类型，尤其是可以根据使用环境或安装方式的不同去设置，比如除上述左侧端部、右侧端部的第一规格端部第一种类型应变计，也就是本发明振弦式一体式应变计的第一种优选结构以外，还可以设置如图4所示的第二规格端部16即第二种类型应变计，也就是本发明振弦式一体式应变计的第二种优选结构和如图5所示的第三规格端部18即第三种类型应变计，也就是本发明振弦式一体式应变计的第三种优选结构，其中第一种类型应变计通常用于一般环境，通过配套的安装块直接焊接于被测结构比如钢结构表面，也可选用带锚杆的安装块用钻孔的方式固定于混凝土结构表面，第二种类型应变计和第三种类型应变计适用于混凝土环境中，尤其第二种类型应变计可以直接埋设于混凝土里面去监测混凝土的应变，特别适合监测混凝土桩基的应变，优选地，结合图4和图5所示，分别示出了两种类型的振弦式一体式应变计的俯视图和正视图，尤其是第二种类型应变计和第三种类型应变计还包括在钢弦护筒3的左右两侧分别热缩一段的热缩管17，所述热缩管17能够隔离混凝土，避免混凝土对测量元件测量工作的影响；和，所述左侧端部优选地设置有螺纹孔，具体地，第三规格端部18作为第三种类型应变计的左侧端部，优选在其上还设置有螺纹孔，且螺纹孔设置为一个或一对，用于将其与安装配件等连接使用，固定安装更为便捷，也就是说在第三规格端部18上设置有螺纹孔的第三种类型应变计可以通过配套的安装配件等在混凝土中的任意方向安装，应用非常方便高效。上述三种类型应变计根据使用环境或安装方式不同，造成每类应变计的左右侧端部不同外，三类应变计的工作原理及组成结构基本相同。应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

权利要求：1.一种振弦式一体式应变计，包括左侧端部、右侧端部、张拉于左侧端部和右侧端部之间的钢弦、置于左侧端部和右侧端部之间并套在钢弦外侧的钢弦护筒，其特征在于，还包括第一电感线圈、第二电感线圈、屏蔽电缆及用于保护两个电感线圈的保护外套，所述钢弦护筒中部采用垂向压制的扁平状，所述第一电感线圈和第二电感线圈分别设置于所述钢弦的两侧并分别贴合所述钢弦护筒中部的两个扁平侧面，所述屏蔽电缆设置于所述钢弦护筒上方且其接线端置于所述钢弦护筒中部上方，所述保护外套包裹并保护所述钢弦护筒中部扁平部位、所述第一电感线圈、所述第二电感线圈和所述屏蔽电缆的接线端。2.根据权利要求1所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的中央分别设置相互配合的软磁和硬磁，所述软磁和硬磁分别结合第一电感线圈和第二电感线圈为钢弦提供信号激励和输出。3.根据权利要求2所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈均分别包括公共接线端和信号接线端且二者的公共接线端相连。4.根据权利要求3所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，还包括热敏电阻且所述屏蔽电缆的接线端包括四个接线头，所述屏蔽电缆的两个接线头分别与所述第一电感线圈和所述第二电感线圈的信号接线端连接，所述屏蔽电缆的另两个接线头分别连接所述热敏电阻的两个引脚。5.根据权利要求4所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，所述保护外套及其内部部件由环氧树脂环裹封装，所述环氧树脂与所述钢弦护筒的接触间隙还设置密封圈。6.根据权利要求4或5所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，还包括分别设置于左侧端部和右侧端部的两个楔块，所述钢弦通过两个楔块固定于左侧端部和右侧端部之间。7.根据权利要求6所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，所述左侧端部和右侧端部均包括具有中心通孔的圆柱形凸块部，各凸块部分别插入所述钢弦护筒的两端且钢弦穿过所述中心通孔；和，各所述凸块部的侧面均间隔设置若干环形凹槽且所述环形凹槽内设置有密封圈。8.根据权利要求7所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧设置于所述钢弦护筒内部左侧位置且所述压缩弹簧的左端与左侧端部的凸块部右端接触，所述压缩弹簧用于撑护穿过所述压缩弹簧的钢弦。9.根据权利要求6所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，所述保护外套采用PVC材料；和或，所述钢弦外筒、所述左侧端部、所述右侧端部、两个楔块均采用不锈钢材料；和或，根据应用需求不同设置为端部规格不同的若干类型。10.根据权利要求9所述的振弦式一体式应变计，其特征在于，还包括在钢弦护筒的左右两侧分别热缩一段的热缩管；和，所述左侧端部设置有螺纹孔。

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