[發明專利]空心諧振式應力組件及應力計

在審

• 申請號: 202210204742.0
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114563113A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 王飛;莫與明;張佳偉;韓海軍;朱昌亞
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 肖會

本發明公開了一種空心諧振式應力組件及應力計，空心諧振式應力組件設計成了空心球式諧振敏感結構，可以感應所受外應力的大小；并將空心諧振式應力組件預埋入灌封體，通過交流電磁鐵激勵，激光測振儀進行響應測試，可實現對灌封體內部應力的無線無源測試；應力計結構響應輸出采用光學激光測振方法進行測試，避免其它電學類結構響應測試傳感器(如壓電加速度傳感器、電容位移類傳感器等)易受電磁鐵磁場干擾的問題；信號發生器掃頻輸入參考信號與激光測振儀輸出信號進行鎖相分析，可避免干擾，提高測試信噪比。

技術領域

本發明涉及應力計技術領域，尤其涉及一種空心諧振式應力組件及應力計。

背景技術

粘接劑固化過程會產生內應力，針對灌封體內應力的測試，一般采用預埋應變片的方式開展測試，但預埋應變片時，一般只能將應變片粘貼到特別設計的機械結構上，以明確應變片粘貼方向，并通過引線引出測試。然后與數值模擬結果相比較，驗證計算模型，開展相關研究工作。

在巖土結構領域，開展內應力測試采用了一種空心包體應力測試技術，空心包體應力計是基于套孔應力解除法測量地應力的方法，在測量實施過程中，會對被測結構打孔，埋入空心包體應力計并粘膠固化，然后取出包含應力計的巖芯，進行應力解除操作，然后彈性理論求解巖土應力值。

一類圓筒諧振式壓力傳感器結構如下圖所示，當對圓筒內側施加壓力時，圓筒表面的張力就會增加，并且圓筒的固有振動頻率就會提高，通過自激振蕩電路進行結構固有頻率的測試。

上述現有技術的問題在于：

1、采用在灌封體表面設置應變片的方式，無法獲得灌封體內部的應力狀態。

2、空心包體應力計尺寸較大，僅適用于巖土測試等大尺度領域，對于小尺度無法植入使用。

3、圓筒諧振式壓力傳感器可以精確測得氣體內壓，但無法用于固體內應力測量。

另外，灌封體內應力的測試比較困難，直接將應變片或光纖光柵埋入灌封體的測試方法，由于敏感元件在三個空間方向都會受到體應力作用，測試解耦難度大，測試誤差也較大。

因此需要研發出一種空心諧振式應力組件及應力計來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題設計了一種空心諧振式應力組件及應力計。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

空心諧振式應力組件，包括：

應力殼；應力殼形成為中空球體；

永磁體；永磁體設置在應力殼中心；

多個共振板；永磁體通過多個共振板與應力殼內壁連接。

進一步地，共振板為兩個，兩個共振板設置在同一平面。

優選地，應力殼和共振板均為交流電磁場易穿透的材料制成。

優選地，應力殼和共振板均為鈹青銅材料制成。

優選地，永磁體為釹鐵硼材料制成。

應力計，包括：

空心諧振式應力組件；空心諧振式應力組件預埋入灌封體內部；

交流電磁鐵；灌封體安裝于交流電磁鐵所產生的交變磁場內部；

信號發生器；信號發生器的信號輸出端與交流電磁鐵的信號輸入端連接；

激光測振儀；激光測振儀用于檢測灌封體的結構位移。

進一步地，空心諧振式應力計還包括功率放大器，信號發生器的掃頻信號輸出端與功率放大器的信號輸入端連接，功率放大器的激勵信號輸出端與交流電磁鐵的信號輸入端連接。