[實(shí)用新型]適用于土工布應(yīng)變測(cè)量的集成裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621289927.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN206300606U
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪明元;單治鋼;狄圣杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/16
• 分類號(hào): G01B7/16
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司33101
• 代理人: 韓小燕

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及土力學(xué)土工試驗(yàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其是一種適用于土工布應(yīng)變測(cè)量的集成裝置。尤其適用于室內(nèi)物理模型試驗(yàn)中土工合成材料應(yīng)變大小的量測(cè)。

背景技術(shù)

在土工合成材料的應(yīng)變測(cè)量中，電阻應(yīng)變片法是目前最為常用的測(cè)量方法。這種方法是將電阻應(yīng)變片粘貼在被測(cè)物的表面，利用應(yīng)變片的電阻隨著被測(cè)物機(jī)械變形而變化的原理，記錄被測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變變化過程，進(jìn)而再根據(jù)被測(cè)物的應(yīng)變應(yīng)力關(guān)系，確定待測(cè)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的一種測(cè)量分析方法。

電阻應(yīng)變片測(cè)量結(jié)果是否可靠，主要取決于粘合劑的選取及粘貼方法是否合理。目前常用的粘合劑為環(huán)氧聚酯膠及502膠水，由于這兩種膠型的強(qiáng)度和剛度均較大；如直接用于土工布上電阻應(yīng)變片的粘貼，將導(dǎo)致應(yīng)變片與被測(cè)物無法協(xié)同變形，同時(shí)影響土工布本身應(yīng)力的發(fā)揮，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。故需找到一種合適的粘合劑在不影響被測(cè)物強(qiáng)度發(fā)揮的前提下，同時(shí)保證應(yīng)變片能夠與土工布協(xié)同變形，準(zhǔn)確測(cè)得土工布應(yīng)變的大小。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)土工布的力學(xué)特性，提供一種適用于土工布應(yīng)變測(cè)量的集成裝置，其使用的粘合劑及粘貼測(cè)量方法，可確保土工布應(yīng)變的精準(zhǔn)測(cè)量；同時(shí)測(cè)量方法操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、測(cè)量結(jié)果可靠。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：適用于土工布應(yīng)變測(cè)量的集成裝置，其特征在于：所述裝置由測(cè)量單元、電路單元、應(yīng)變片數(shù)據(jù)采集儀、應(yīng)變片數(shù)據(jù)記錄儀及電源組成。

所述測(cè)量單元包括被測(cè)土工布、工作用電阻應(yīng)變片和硫化膠膠底，工作用電阻應(yīng)變片經(jīng)硫化膠膠底粘貼在被測(cè)土工布上；

所述電路單元采用半橋接線電路，四個(gè)橋臂中兩個(gè)橋臂為固定電阻R，另外兩個(gè)橋臂分別接工作用電阻應(yīng)變片和補(bǔ)償用電阻應(yīng)變片，電路單元的測(cè)量信號(hào)輸出端連接于應(yīng)變片數(shù)據(jù)采集儀；

應(yīng)變片數(shù)據(jù)采集儀通過串口數(shù)據(jù)線與應(yīng)變片數(shù)據(jù)記錄儀連接，電源分別連接應(yīng)變片數(shù)據(jù)采集儀和應(yīng)變片數(shù)據(jù)記錄儀的電源輸入端。

所述硫化膠膠底為正圓形，直徑為35mm，厚度為3mm。

所述硫化膠膠底采用柔性硫化膠。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型針對(duì)土工布的力學(xué)特性，找到了一種能保證應(yīng)變片與土工布協(xié)同變形的粘合劑，并通過合理的粘貼方法和電路設(shè)計(jì)，使得在土工合成材料應(yīng)變大小的量測(cè)中做到精準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠，操作簡(jiǎn)單，易于推廣。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中土工布上粘貼應(yīng)變片的俯視圖。

圖3是本實(shí)用新型中土工布上粘貼應(yīng)變片的截面圖。

圖4是本實(shí)用新型的應(yīng)變片半橋接線原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，適用于土工布應(yīng)變測(cè)量的集成裝置，由測(cè)量單元、電路單元、應(yīng)變片數(shù)據(jù)采集儀6、應(yīng)變片數(shù)據(jù)記錄儀7及電源8組成。

所述測(cè)量單元包括被測(cè)土工布4、工作用電阻應(yīng)變片1和硫化膠膠底3，工作用電阻應(yīng)變片1經(jīng)硫化膠膠底3粘貼在被測(cè)土工布4上。

所述電路單元采用半橋接線電路，四個(gè)橋臂中兩個(gè)橋臂為固定電阻R，另外兩個(gè)橋臂分別接工作用電阻應(yīng)變片1和補(bǔ)償用電阻應(yīng)變片2，電路單元的測(cè)量信號(hào)輸出端連接于應(yīng)變片數(shù)據(jù)采集儀6。

本實(shí)用新型在選材及操作時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1)、由于土工布材料的不均勻性、抗拉強(qiáng)度較低、延伸率較高，推薦采用標(biāo)距和量程均較大的應(yīng)變片。

2)、粘合劑的選取是否得當(dāng)直接決定了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前常用的環(huán)氧聚酯和502膠水均存在延展性能差、凝固強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，不能用于土工布上應(yīng)變片的粘貼。經(jīng)大量調(diào)研及測(cè)試，推薦使用柔性硫化膠，如703膠，作為土工布應(yīng)變片的粘合劑。這類膠型不僅具有良好的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，還有較強(qiáng)的延展性和防水性能。以南大703膠為例，其固化時(shí)間約為3-30分鐘，伸長(zhǎng)率大于250％，拉伸模量小于5kN/m，可像橡皮筋一樣自由伸縮，能有效的將被測(cè)物土工布的應(yīng)變傳遞給電阻應(yīng)變片，保證了測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和真實(shí)性。

3)、由于被測(cè)物土工布的強(qiáng)度和剛度均較低，在保證測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變片能夠隨被測(cè)物協(xié)同變形的前提下，避免膠體的存在影響紗布整體的力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)力水平的發(fā)揮。經(jīng)大量試驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在粘貼應(yīng)變片時(shí)，應(yīng)保證土工布與應(yīng)變片的接觸面為標(biāo)準(zhǔn)圓形，當(dāng)硫化膠膠底3直徑為35mm，厚度為3mm時(shí)，可滿足土工布上應(yīng)變片的粘貼要求，使得兩者協(xié)同變形。如圖2、圖3所示。