[發明專利]大量程耐高壓弦式應變計

在審

• 申請號: 201310265257.5
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103307963A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 鄭水華;劉觀標;廖占勇;李杰;夏明;黃華東;崔崗
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網電力科學研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種大量程耐高壓弦式應變計。

背景技術

大量程耐高壓振弦式應變計主要是應用到高庫大壩中對應變量較大的監測點進行自動化安全監測所必備的儀器，也可用于其他需要對大應變進行測量的場合，如多股鋼索線應變量監測等。

目前，振弦式應變計主要由三部分構成：殼體密封部件、弦芯部件、弦芯測量部件，如圖1所示，弦芯部件主要有一根張緊的鋼弦組成，鋼弦位于保護殼體的內部，并且其兩端分別固定在保護殼體的兩端法蘭蓋上。弦芯測量部件位于保護殼體的外部。使用時，將應變計兩端的法蘭蓋固定在需要測量應變量的物體上，當物體發生應變時，會帶動弦芯部件的鋼弦也產生應變，進而改變作用在鋼弦上的受力，弦芯測量部件不斷地對弦芯進行激振，并測量相應時刻鋼弦的自振頻率，進而通過相關公式換算即可測量出所測部位的應變量。

目前弦式應變計主要缺點有：1）弦式應變計測量量程較小：現有的弦式應變計的鋼弦直接連接在兩端法蘭蓋上，所測物體的應變量直接作用在鋼弦上，而鋼弦本身的應變極其有限，一般僅為2000個左右微應變，超出這個范圍后，鋼弦容易發生塑性變形，嚴重時會被拉斷，導致儀器損壞。因此，現有弦式應變計的測量量程較低，一旦遇到大量程的應變測量的情況，現有弦式應變計將無法滿足對大范圍應變測量量程的需求；2）弦式應變計密封防水性較差：目前，國內弦式應變計普遍存在這樣的問題。現有弦式應變計的弦芯測量部件位于保護殼體的外部，其激振部件及測量部件主要通過環氧膠包裹密封，同時引出電纜部分也主要是是通過環氧膠包裹密封，環氧膠與測量部件及電纜結合部位極易出現密封失效的問題，耐水壓較低，密封效果較差，無法滿足監測部位對耐水壓要求較高的場合中使用；3）現有弦式應變計長期穩定性較差：由于產品使用的環境較為惡劣，外界干擾復雜多變，能否有效的減少外界干擾，且在一定的過范圍水壓作用下，儀器能讀數正常甚至是正常工作，則要求應變計必須具有較好的防水密封性及長期穩定性。現有弦式應變計由于弦芯測量部件暴露于外界，很容易受外界環境的影響，而導致測量不穩定，同時，鋼弦直接固定在保護殼體的兩端的法蘭蓋上，固定支點基本暴露在外界環境下，長期使用后，固定支點會存在銹蝕松動的危險，也對儀器長期穩定使用產生潛在負面影響。

發明內容

為了克服以上不足，本發明提供一種新型結構的大量程耐高壓弦式應變計。

本發明的主要技術內容如下：

一種大量程耐高壓弦式應變計,包括電纜密封部件（1），保護殼體密封部件（2），弦式敏感部件（3）；所述弦式敏感部件（3）通過電纜密封部件（1）及保護殼體密封部件（2）進行有效的多重密封保護；所述電纜密封部件（1）用于保護電纜及將電纜接頭密封在保護殼體密封部件（2）中；所述弦式敏感部件（3）位于保護殼體密封部件（2）中。

上述保護殼體密封部件（2）包括保護殼體（21）、限位導向套（22）及兩端法蘭蓋（23）組成；所述限位導向套（22）位于保護殼體（21）內，用于配合弦式敏感部件（3）位置的固定，所述弦式敏感部件（3）位于保護殼體（21）中。

上述弦式敏感部件（3）包括弦芯部件（31）、測量部件（32），高精度拉簧（33），密封圈（34）、移動拉桿（35），限位銷軸（36）；所述測量部件（32）鑲嵌于弦芯部件（31）外部，與弦芯部件（31）組成一體；所述弦芯部件（31）與移動拉桿（35）之間設置高精度拉簧（33）；所述移動拉桿（35）與保護殼體（21）之間設置密封圈（34），所述密封圈（34）位于移動拉桿（35）上；所述限位銷軸（36）位于移動拉桿（35）靠近端部的位置，與保護殼體密封部件（2）中的限位導向套（22）配合來達到弦式敏感部件（3）的固定；所述移動拉桿（35）的一端與法蘭蓋（23）連接。

上述移動拉桿（35）與保護殼體（21）之間設置二層密封圈（34）。

借由上述技術方案，本發明至少具有下列優點：

1）采用新的弦式敏感部件的大量程耐高壓應變計具有更大的量程：由于采用新的弦式敏感部件，通過在弦芯部件與拉桿之間增加了高精度力學拉簧，所測物體因應變而產生的位移量不會直接作用在弦芯部件上，因此，應變計的測量量程不再受弦芯部件鋼弦變形量的局限，可以測量更大的應變量程，同時，根據需要，可以調整弦芯敏感部件的高精度力學拉簧，設計不同量程及滿足不同精度要求的弦式應變計；