[发明专利]传感天线、张力测量装置及负载计量系统

说明书

技术领域

本发明涉及张力测量领域，特别是一种传感天线、张力测量装置及传送系统的负载计量系统。

背景技术

张力测量装置是一种用于测量物体张力的设备，具体可用于进行压力测量、负载测量、生物学测量及结构性能监控等。通常情况下，张力测量仪包括一个传感元件和一个测量元件，且传感元件与计算元件之间通过金属导线连接。该传感元件可以是一个位于绝缘弹性材料上的金属箔，使用时将该带有金属箔的弹性材料粘贴到物体表面，当物体变形时，带动该金属箔变形，从而引起金属箔的电阻变化，测量元件通过测量该金属箔的电阻变化计算出物体的变形情况。

但上述这种张力测量装置无法应用于活动的物体或旋转的物体上。以物料传送系统为例，为了对物料进行计量，需要在负载传输装置，如物料传送带上间隔布置多个传感元件，每个传感元件设置在一个设定的单位区域内，而由于传感元件和测量元件之间通过导线连接，这样随着负载传输装置的移动，各传感元件与测量元件之间的导线连接就会发生缠绕。这不仅影响信号传输，还有可能使张力测量装置损坏。

为了解决这个问题，目前张力测量装置中的传感元件通常为压阻薄膜式的传感元件，例如，为位于塑料或不锈钢支撑体上的硅制元件或陶瓷制元件，且该传感元件通过导线与外部的测量元件，如惠斯通电桥（Wheatstone bridge）相连。由于传感元件和测量元件之间连接有导线，因此通常将传感元件布置在负载传送装置的外侧，且与负载传送装置保持分离状态。同时需要设置一个额外的机械支撑结构，用于将负载传送装置上的负载压力传导到传感元件上。可见，这种测量方式会增加安装复杂度，且由于负载压力经过了中间的传递环节，使得测量结果不够准确。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提出了一种传感天线，另一方面提出了一种张力测量装置及应用于传送系统的负载计量系统，以便使张力测量装置不仅可以应用于静止物体上，也可直接应用于活动物体或旋转物体上。

本发明提出的传感天线，包括：具有密封通道的弹性材料体和位于所述密封通道内的常温液态金属；

所述弹性材料体用于设置在能够变形的被测物体上，当受到张力作用时，所述弹性材料体中的密封通道能够随被测物体的变形而产生对应的变形量，所述液态金属能够在所述密封通道内流动，使得所述传感天线的谐振频率与所述密封通道的变形量对应。

本发明的一个实施方式中，所述张力传感天线为双极天线，所述弹性材料体上的密封通道为两个，构成所述天线的双极。

优选，所述天线为无源天线。

本发明的一个实施方式中，所述常温液态金属为共晶铟镓合金EGaIn。

本发明的一个实施方式中，所述弹性材料体由硅胶、橡胶材料或塑胶材料制成。

本发明的一个实施方式中，所述弹性材料体为聚二甲基硅氧烷。

本发明所提出的张力测量装置，包括收发机和上述任一具体实现形式的传感天线，

所述收发机用于发射电磁波信号，并接收所述张力传感天线反射的电磁波信号，其中能量损失最小的反射电磁波信号的频率即为所述天线的谐振频率。

一种负载计量系统，包括：测速器、负载计量器和上述张力测量装置；其中，

所述张力测量装置具有复数个张力测量天线，且所述天线有间隔地设置在负载传送装置的每个单位区域上；

所述天线上的密封通道能够随着负载传送装置的变形而产生相应的变形量，并且密封通道的变形量与负载传送装置承载负载时的变形量对应；

所述测速器用于测量负载传送装置的运动速度；

所述负载计量器用于根据负载传送装置每个单位区域上的负载量和所述运动速度，确定负载传送装置上的负载流量；所述负载传送装置每个单位区域上的负载量是根据张力测量装置测量的每个天线的谐振频率的大小确定的。

其中，所述张力传感天线粘贴在所述负载传送装置上，或者集成在所述负载传送装置上。