[实用新型]一种桥梁健康监测传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体为一种可用于桥梁上对桥梁进行理化性质监测的桥梁健康监测传感器。

背景技术

一般认为，桥梁由于使用期都长达几十年、甚至上百年。在其服役过程中，由于环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化以及其它使用不当的人为因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累，从而导致抗力衰减，甚至导致突发事故，给人民的生命和财产造成巨大的损失，甚至带来极坏的社会影响。基于上述原因，对桥梁结构进行实时监测，及时发现和估计结构内部损伤的位置和程度，预测结构的性能变化和剩余寿命并做出维护决定，对提高工程结构的运营效率，保障人民生命财产安全具有极其重大的意义。

现有的桥梁监测装置对桥梁结构的监测端，通常包括压电单元，将压电单元黏贴于桥梁数据采集点表面或者埋入采集点的结构中，当压电单元受压时发生形变而产生电压变化，在通过电变量和机械变量之间的变化关系即可对相关信息进行收集。由于这种压电式传感器为接触式传感器，且多为片式结构，在监测单一方向的受力具有参考性，而对空间中的多个方向上的受力情况需要通过多个传感器进行测量，这必然导致这种压电式传感存在着一定的局限性，同时其测量也可能存在着较大的测量误差。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种桥梁健康监测传感器，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种桥梁健康监测传感器，包括绝缘外壳，传感器的数据处理单元封装在此绝缘外壳中，而数据处理单元下部通过数据传输用接脚单元连接传感单元，所述传感单元为预埋件，包括一个压敏元件，此压敏元件的信号收集端为一个半球体压敏单元，且在此半球体压敏单元的外侧成型有一个与半球体压敏单元同心设置且朝向一致的半球式接触面，此半球式接触面与半球体压敏单元之间留有间隙，且在间隙中填充有压敏硅胶，另外，在所述压敏硅胶与所述同心半球面之间还设置有一层石墨烯纳米片层。

在本实用新型中，所述数据处理单元下部设置有至少三组数据传输用接脚单元，并通过这些数据传输用接脚单元下部连接传感单元。

在本实用新型中，所述半球式接触面与半球体压敏单元之间的间隙为2～3mm。

在本实用新型中，所述石墨烯纳米片层的厚度为100～200μm。

在本实用新型中，所述绝缘外壳为特氟龙外壳或者绝缘陶瓷外壳。

有益效果：本实用新型能有效对传感器的各元件进行保护，同时又不会影响到传感器的传感精度，有利于提高其在测温流体中测量时减少测量误差，其压敏元件采用双层球面结构设计，配合石墨烯纳米片层以及压敏硅胶能有效提高传感器的灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的传感单元的A部分细节示意图。

其中：1、数据插头；2、传感器数据处理单元；3、绝缘外壳；4、接脚单元；5、接脚壳体；6、橡胶密封环；7、传感单元；701、半球体压敏单元；702、石墨烯纳米片层；703、压敏硅胶；704、半球式接触面。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2的一种桥梁健康监测传感器的较佳实施例，包括传感器本体以及绝缘外壳3，在本实施例中，传感器本体包括传感器数据处理单元2以及插装在传感器数据处理单元2下部的三组接脚单元4，三组接脚单元4在传感器数据处理单元2下部为平行排布，而传感器数据处理单元2外部通过绝缘陶瓷制成的绝缘外壳3进行封装并进行包裹保护，而在传感器数据处理单元2上部则连接有数据插头1用于通过外接数据线连接相关元器件。

而在接脚单元4的前端设置有传感单元7，传感单元7为预埋部分，其预埋部分的信号收集端为一个半球体压敏单元701，此半球体压敏单元701包裹有一层厚度为100μm的石墨烯纳米片层702，半球体压敏单元701上部连接接脚单元4，接脚单元4外套装的接脚壳体5为具备高导热和耐腐蚀性能的铝塑材料制成。而在半球体压敏单元701的外侧还设置有一个半球式接触面704，半球式接触面704与半球体压敏单元701之间留有2mm的间隙，且在此间隙中还填充有压敏硅胶703。

在本实施例中，为保证接脚壳体5与绝缘外壳3之间的密封性，还设置有橡胶密封环6对边缘缝隙处进行密封。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。