[發明專利]一種內置傳感器的智能纜索及傳感器封裝方法

在審

• 申請號: 202010519343.4
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111593662A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 李闖;嚴琨;張恒;李琦;陳學兵;楊超華
• 申請（專利權）人: 重慶萬橋交通科技發展有限公司
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16;G01B11/16;G01L5/04
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 周維鋒

本發明公開了一種內置傳感器的智能纜索及傳感器封裝方法，內置傳感器的智能纜索包括纜索、金屬材料制作的基底及表面金屬化的傳感器。纜索的端部部分剝除外殼，以顯露纜索內的鋼絲。基底焊接固定在鋼絲上，傳感器焊接固定在基底上，傳感器的測量方向與纜索的軸向方向相同。將傳感器表面金屬化后，金屬化的傳感器焊接在基底上，基底焊接在鋼絲上，從而可以將傳感器封裝在纜索內，最后對傳感器外露部分、基底及鋼絲進行防腐。上述內置傳感器的智能纜索及傳感器封裝方法，較傳統的粘接和機械連接方式，顯著增加傳感器的使用壽命，實現對纜索狀態的全壽命監測。同時，不破壞鋼絲本身的結構，不會降低纜索的壽命。

技術領域

本發明涉及智能纜索技術領域，具體涉及一種內置傳感器的智能纜索及傳感器封裝方法。

背景技術

斜拉索、主纜及吊索作為纜索承重橋梁結構主要的受力構件，長期處在高應力循環疲勞荷載作用下，其截面尺寸小，對腐蝕非常敏感。一旦因斜拉索或吊索耐久性和安全性不足出現病害與劣化，橋梁承載能力喪失會導致垮塌的惡性事故，造成惡劣的社會影響和巨大的經濟損失。為確保大橋的安全運營，有必要對纜索承重橋梁的斜拉索、主纜及吊索等進行預防性維護和安全性檢測。

智能纜索技術是將應變傳感元件(溫度、應力或振動等傳感器)在纜索制作過程中直接植入纜索結構，賦予纜索自感知能力的一種新技術。目前世界各國的橋梁工程師們都在關注著橋梁智能纜索的研究和應用，如何將精密的傳感器和纜索相結合，使傳感器經受住纜索的各道制造工序最終成活，并能準確地輸出傳感信號，從而有效地保證內置傳感器的存活率是智能纜索研究的一大難題。

考慮纜索制造的各道工序，傳感器埋入拉索可有兩種形式：整體敷設法和局部埋植法。整體敷設法是將傳感器以適當結構形式封裝，做成線纜結構，與鋼絲一起參與纜索制造的各道工序，與鋼絲扭絞灌錨成一體，通過傳感器的輸出獲知纜索的整體變形。局部埋植法是將傳感器埋植在纜索內的局部位置，如靠近錨端等，以實現對索力和溫度等參數的檢測。但是，對于傳統的局部埋植法，一般是將傳感器直接粘接或機械連接到鋼絲上，傳感器的壽命較低，不能實現纜索狀態全壽命監測。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的局部埋植法，傳感器的壽命較低，不能實現纜索狀態全壽命監測的問題，提供一種內置傳感器的智能纜索及傳感器封裝方法。

一種內置傳感器的智能纜索，包括：

纜索，所述纜索的端部部分剝除外殼，以顯露所述纜索內的鋼絲；

金屬材料制作的基底，焊接固定在所述鋼絲上；及

表面金屬化的傳感器，焊接固定在所述基底上，所述傳感器的測量方向與所述纜索的軸向方向相同。

在其中一個實施例中，所述基底為矩形，所述基底沿其短邊彎曲成弧形，且該弧形的半徑與所述鋼絲的半徑相同。

在其中一個實施例中，所述基底的端面設有向內凸出的插塊，所述插塊插入到鋼絲束之間的間隙內。

在其中一個實施例中，還包括柔性的金屬插條，所述金屬插條設置于鋼絲束的間隙內，并沿著鋼絲束的間隙變形延伸，所述金屬插條位于基底兩端的插塊之間。

在其中一個實施例中，所述基底上開設有多排焊接孔，且每排的所述焊接孔沿所述纜索的軸向方向間隔設置，所述傳感器的兩側均布置有至少一排所述焊接孔。

在其中一個實施例中，所述基底的外表面設有定位凸塊，所述定位凸塊沿所述纜索的軸向方向延伸，所述傳感器的表面設有與所述定位凸塊配合的定位槽。

一種傳感器封裝方法，利用上述任意一項所述的內置傳感器的智能纜索，其特征在于，包括以下步驟：

對傳感器進行表面金屬化處理；

將傳感器焊接到金屬材料制成的基底上；