[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于位移放大裝置自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510967944.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105403334B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡敬禮;戴靠山;邵威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海筑邦測(cè)控科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/04
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/04
• 代理公司: 上海智信專(zhuān)利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

一種基于位移放大裝置自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的新型傳感器，其可應(yīng)用于土木監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的軸力測(cè)量。其包括機(jī)械部分和計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)；機(jī)械部分包括端蓋、微調(diào)底座、微調(diào)桿、彈性體、位移放大裝置夾具、位移放大裝置、固定底板和管狀體。位移放大裝置經(jīng)位移放大裝置夾具固定在彈性體中，計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)放置在管狀體內(nèi)，而管狀體又與彈性體相連。當(dāng)彈性體軸向受壓發(fā)生變形時(shí)，位移放大裝置的指針產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，經(jīng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)處理后得到彈性體的變形量。利用變形體的變形量，可以推算出整個(gè)傳感器所受的軸力數(shù)值。本發(fā)明的傳感器精度高、安裝維護(hù)方便、不受電磁場(chǎng)干擾、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及土木工程測(cè)量，尤其是一種基于位移放大裝置自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的傳感器。

背景技術(shù)

目前，在壓力檢測(cè)當(dāng)中，用得最多的壓力傳感器有如下幾種：應(yīng)變式傳感器、壓阻式壓力傳感器、壓電式傳感器、電容式壓力傳感器、霍爾式壓力計(jì)。其中應(yīng)變式、壓阻式和霍爾式壓力傳感器易受溫度的影響；壓電式傳感器不適合靜態(tài)壓力的測(cè)量，容易受到電磁的干擾；電容式傳感器輸出有非線(xiàn)性，寄生電容和分布電容對(duì)精度影響較大。

振弦式傳感器自上世紀(jì)被發(fā)明以來(lái)，被廣泛地用于橋梁、大壩、隧道等各種土木工程的安全監(jiān)測(cè)。振弦式傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制作安裝方便；輸出信號(hào)穩(wěn)定可靠，易于遠(yuǎn)距離傳輸；零點(diǎn)穩(wěn)定，能長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；價(jià)格低廉，輸出頻率信號(hào)采集簡(jiǎn)單等。另一方面，其在精度和穩(wěn)定性方面有待提高，電磁干擾和環(huán)境溫度，激振方式和測(cè)量時(shí)間的選取等等都會(huì)影響測(cè)量精度，并且傳感器產(chǎn)生的信號(hào)微弱，不易拾取。

光纖光柵傳感器由于尺寸小、線(xiàn)性度優(yōu)異、重復(fù)性好、非磁性、耐腐蝕等諸多優(yōu)點(diǎn)，在土木工程結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域備受青睞。然而，由于一般結(jié)構(gòu)的使用期較長(zhǎng)，尤其是重要結(jié)構(gòu)，如橋梁、隧道等的使用期一般都在幾十年甚至上百年，進(jìn)而要求埋入的光纖必須保證其在結(jié)構(gòu)有效期內(nèi)的穩(wěn)定與可靠。光纖的主要成分是SiO2，在水泥的強(qiáng)堿作用下易受到腐蝕；此外，埋入工藝要求高且光纖傳感器變形能力有限。

上述各類(lèi)型壓力傳感器均有一個(gè)共同缺點(diǎn)：即容易受外界因素干擾，測(cè)量精度有待進(jìn)一步提高，更重要的是使用壽命不夠長(zhǎng)。對(duì)于在大多數(shù)土木工程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域需要一次性的埋入壓力/應(yīng)變傳感器來(lái)說(shuō)，使用壽命和后期維護(hù)均要求較高。

為了解決上述問(wèn)題，研發(fā)新的使用壽命長(zhǎng)、不易受外界環(huán)境干擾、測(cè)量精度高的新型傳感器成為客觀上的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于位移放大裝置自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的新型傳感器，克服現(xiàn)有傳感器技術(shù)中使用壽命不長(zhǎng)，易受外界環(huán)境干擾，測(cè)量精度不高等缺點(diǎn)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種基于位移放大裝置自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的傳感器，其包括機(jī)械部分和計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)部分。其中機(jī)械部分包括端蓋、微調(diào)底座、微調(diào)桿、彈性體、位移放大裝置夾具、位移放大裝置、固定底板和管狀體。位移放大裝置經(jīng)位移放大裝置夾具固定在彈性體中，計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)放置在管狀體內(nèi)，而管狀體又與彈性體相連。所述位移放大裝置可以使用但不限于旋轉(zhuǎn)指針式千分表、旋轉(zhuǎn)指針式百分表；計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)由圖像傳感器、光學(xué)鏡頭、光源、微處理器、電路板組成，可采購(gòu)市場(chǎng)現(xiàn)有組件進(jìn)行集成，也可以自行定制，均為公知技術(shù)，此不贅述。

所述彈性體一端依次裝入位移放大裝置夾具，固定底板和端蓋，彈性體另一端依次裝入微調(diào)桿、微調(diào)底座和端蓋，位移放大裝置的測(cè)量桿與微調(diào)桿接觸。

所述管狀體一端設(shè)有外螺紋。

所述微調(diào)底座與微調(diào)桿間為螺紋連接。

所述彈性體上下兩端端蓋分別與固定底板和微調(diào)底座配合安裝后固結(jié)成一體。所述端蓋上端面為球面。

彈性體受壓發(fā)生變形時(shí)，位移放大裝置指針產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，經(jīng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)處理后得到彈性體的變形量。