[实用新型]多向混凝土动态应力监测传感器

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种混凝土结构体内应力检测技术，尤其涉及一种多向混凝土动态应力监测传感器。

背景技术

混凝土结构体在外部荷载作用下的内应力状态与结构体稳定性息息相关，因此混凝土结构体的内应力获取对于结构稳定性分析意义重大；现有技术中，在对混凝土构件进行应力试验时，一般采用嵌入压电陶瓷传感器的方式来获取构件内应力；存在的问题是：现有的压电陶瓷传感器的传感部一般为扁平片状结构，仅能对单一方向上的应力状态进行感知，但是，在外部荷载作用下，混凝土构件内部应力存在多向性的特点，由现有的压电陶瓷传感器获取到的应力数据，显然难以精确地反应出构件内部的实际应力情况，而如果在混凝土构件内设置大量的压电陶瓷传感器，又会在较大程度上破坏混凝土构件的完整性，无法准确反应出混凝土构件的真实受力情况。

实用新型内容

针对背景技术中的问题，本实用新型提出了一种多向混凝土动态应力监测传感器，其结构为：所述多向混凝土动态应力监测传感器由支撑体、两块传感片和覆盖体组成；所述支撑体为混凝土材质的实心球形结构体；所述覆盖体为混凝土材质的空心球形结构体，覆盖体内腔也为球形；所述传感片为半球形的片状结构体，两块传感片拼接在一起形成一中空球形结构体，所述中空球形结构体的内腔形成填充腔；所述中空球形结构体设置于覆盖体的内腔中，所述支撑体设置于填充腔内，支撑体、传感片和覆盖体三者紧密接触；所述传感片的边沿处设置有缺口，两块传感片拼接在一起时，两个缺口围成一通孔，所述覆盖体上设置有与通孔对应的过线孔；传感片的内壁和外壁上各连接有一输出导线；输出导线通过通孔和过线孔向外引出；所述传感片采用压电陶瓷材料制作。

本实用新型的原理是：由两块传感片拼接而成的结构体，由于其形状呈球形，因此可以对监测区域内各个方向上的应力进行全向感知，从而使每个监测区域可以获取到较多的应力数据，提高应力监测的全面性和准确性；其中，支撑体的作用有二，其一，基于压电陶瓷材料的工作需要，在传感片上，与外部应力作用侧相对的另一侧需要设置相应的结构体来与外部应力一起挤压传感片从而形成压电输出，其二，支撑体以全接触的方式紧贴在传感片的内壁上，可以避免传感片因局部应力过大而断裂损坏；另外，覆盖体主要用于保护传感器：与支撑体相似地，覆盖体的内壁也以全接触的方式与传感片外表面紧密接触，外部应力需要通过覆盖体才能传递到传感片上，在传递过程，覆盖体对于外部应力具有一定的缩减作用，从而避免较大的应力直接作用到传感片上。

基于常规的电气常识可知，为了保证传感器良好的电输出，本实用新型还在前述方案的基础上提出了如下改进方案：所述传感片表面覆盖有绝缘胶层。

优选地，所述绝缘胶层将输出导线覆盖在内。

为了提高传感器稳定性，本实用新型还提出了如下优选方案：所述输出导线和传感片的连接处与传感片上的缺口位置邻近设置。连接处与缺口邻近设置后，可以有效缩短输出导线的长度，提高传感器稳定性。

本实用新型的有益技术效果是：可以对监测区域内的应力情况进行全向感知，从而以较少数量的传感器获取到较多的应力数据，提高应力监测的全面性和准确性。

附图说明

图1、本实用新型的结构断面示意图；

图中各个标记所对应的名称分别为：支撑体1、输出导线1-1、传感片2、绝缘胶层2-1、覆盖体3、通孔4。

具体实施方式

一种多向混凝土动态应力监测传感器，其结构为：所述多向混凝土动态应力监测传感器由支撑体1、两块传感片2和覆盖体3组成；所述支撑体1为混凝土材质的实心球形结构体；所述覆盖体3为混凝土材质的空心球形结构体，覆盖体3内腔也为球形；所述传感片1为半球形的片状结构体，两块传感片1拼接在一起形成一中空球形结构体，所述中空球形结构体的内腔形成填充腔；所述中空球形结构体设置于覆盖体3的内腔中，所述支撑体1设置于填充腔内，支撑体1、传感片2和覆盖体3三者紧密接触；所述传感片1的边沿处设置有缺口，两块传感片1拼接在一起时，两个缺口围成一通孔4，所述覆盖体3上设置有与通孔4对应的过线孔；传感片1的内壁和外壁上各连接有一输出导线1-1；输出导线1-1通过通孔4和过线孔向外引出；所述传感片2采用压电陶瓷材料制作。

进一步地，所述传感片2表面覆盖有绝缘胶层2-1。

进一步地，所述绝缘胶层2-1将输出导线1-1覆盖在内。

进一步地，所述输出导线1-1和传感片1的连接处与传感片1上的缺口位置邻近设置。

为了便于本领域技术人员实施，本实用新型还公开了前述传感器的具体制作方法：