本實用新型屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域,涉及土木工程測量,尤其是一種基于位移放大裝置自動識別技術(shù)的傳感器。
背景技術(shù):
目前,在壓力檢測當(dāng)中,用得最多的壓力傳感器有如下幾種:應(yīng)變式傳感器、壓阻式壓力傳感器、壓電式傳感器、電容式壓力傳感器、霍爾式壓力計。其中應(yīng)變式、壓阻式和霍爾式壓力傳感器易受溫度的影響;壓電式傳感器不適合靜態(tài)壓力的測量,容易受到電磁的干擾;電容式傳感器輸出有非線性,寄生電容和分布電容對精度影響較大。
振弦式傳感器自上世紀(jì)被發(fā)明以來,被廣泛地用于橋梁、大壩、隧道等各種土木工程的安全監(jiān)測。振弦式傳感器具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單可靠,制作安裝方便;輸出信號穩(wěn)定可靠,易于遠(yuǎn)距離傳輸;零點穩(wěn)定,能長期監(jiān)測;價格低廉,輸出頻率信號采集簡單等。另一方面,其在精度和穩(wěn)定性方面有待提高,電磁干擾和環(huán)境溫度,激振方式和測量時間的選取等等都會影響測量精度,并且傳感器產(chǎn)生的信號微弱,不易拾取。
光纖光柵傳感器由于尺寸小、線性度優(yōu)異、重復(fù)性好、非磁性、耐腐蝕等諸多優(yōu)點,在土木工程結(jié)構(gòu)的監(jiān)測領(lǐng)域備受青睞。然而,由于一般結(jié)構(gòu)的使用期較長,尤其是重要結(jié)構(gòu),如橋梁、隧道等的使用期一般都在幾十年甚至上百年,進而要求埋入的光纖必須保證其在結(jié)構(gòu)有效期內(nèi)的穩(wěn)定與可靠。光纖的主要成分是SiO2,在水泥的強堿作用下易受到腐蝕;此外,埋入工藝要求高且光纖傳感器變形能力有限。
上述各類型壓力傳感器均有一個共同缺點:即容易受外界因素干擾,測量精度有待進一步提高,更重要的是使用壽命不夠長。對于在大多數(shù)土木工程監(jiān)測領(lǐng)域需要一次性的埋入壓力/應(yīng)變傳感器來說,使用壽命和后期維護均要求較高。
為了解決上述問題,研發(fā)新的使用壽命長、不易受外界環(huán)境干擾、測量精度高的新型傳感器成為客觀上的需要。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種基于位移放大裝置自動識別技術(shù)的新型傳感器,克服現(xiàn)有傳感器技術(shù)中使用壽命不長,易受外界環(huán)境干擾,測量精度不高等缺點。
為達到以上目的,本實用新型的解決方案是:
一種基于位移放大裝置自動識別技術(shù)的傳感器,其包括機械部分和計算機視覺系統(tǒng)部分,其中機械部分包括左端蓋、微調(diào)底座、微調(diào)桿、彈性體、位移放大裝置夾具、位移放大裝置、固定底板、管狀體和右端蓋。位移放大裝置經(jīng)位移放大裝置夾具固定在彈性體中,計算機視覺系統(tǒng)放置在管狀體內(nèi),而管狀體又與彈性體相連。所述位移放大裝置可以使用但不限于旋轉(zhuǎn)指針式千分表、旋轉(zhuǎn)指針式百分表;計算機視覺系統(tǒng)由圖像傳感器、光學(xué)鏡頭、光源、微處理器、電路板組成,可采購市場現(xiàn)有組件進行集成,也可以自行定制,均為公知技術(shù),此不贅述。
所述彈性體一端依次裝入位移放大裝置夾具,固定底板和右端蓋,彈性體另一端依次裝入微調(diào)桿、微調(diào)底座和左端蓋,位移放大裝置的測量桿與微調(diào)桿接觸。
所述管狀體一端設(shè)有外螺紋。
所述微調(diào)底座與微調(diào)桿間為螺紋連接。
所述彈性體上下兩端右、左端蓋分別與固定底板和微調(diào)底座配合安裝后固結(jié)成一體。所述右、左端蓋上端面為球面。
彈性體受壓發(fā)生變形時,位移放大裝置指針產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),經(jīng)計算機視覺系統(tǒng)處理后得到彈性體的變形量。
由于采用了以上技術(shù)方案,本實用新型具有以下有益效果:本實用新型具有精度高、安裝維護方便、不受電磁場干擾、可靠性高、使用壽命長等優(yōu)點,還可以根據(jù)用戶需要,調(diào)整好位移放大裝置的初始位置后一次性埋入土木工程結(jié)構(gòu)中,可以長期使用,少維護,工作可靠。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)的正常工作狀態(tài)的爆炸示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖1所示,本實用新型包括左端蓋11、微調(diào)底座2、微調(diào)桿3、彈性體4、位移放大裝置夾具7、位移放大裝置8、固定底板9、右端蓋12、管狀體5和計算機視覺系統(tǒng)6。位移放大裝置8固定在位移放大裝置夾具7中,固定底板9底部凸臺插入彈性體4內(nèi)孔,同時凸臺底面與位移放大裝置夾具7頂部固結(jié)在一起。另一側(cè),微調(diào)底座2底部插入彈性體4內(nèi)孔,另一端螺紋孔內(nèi)擰入微調(diào)桿3。這樣可以通過調(diào)節(jié)微調(diào)桿3在微調(diào)底座2中的旋合長度使其頂端與位移放大裝置8測量桿接觸達到調(diào)整位移放大裝置8初始零位的目的。安裝有計算機視覺系統(tǒng)6的管狀體5上面設(shè)有螺紋,可以擰入彈性體4外表面的螺紋孔,這樣既可以通過調(diào)整計算機視覺系統(tǒng)6的位置來調(diào)節(jié)成像效果,從而獲取位移放大裝置表盤的完整圖像;管狀體5和彈性體4使用螺紋連接同時也方便了計算機視覺系統(tǒng)6的保養(yǎng)和維護。當(dāng)彈性體4兩端的右端蓋12和左端蓋11分別與固定底板9和微調(diào)底座2配合后,會和彈性體4密封固定到一起,確保整個機械系統(tǒng)部分密封完好,做到防水防潮。最終裝配好之后,計算機視覺系統(tǒng)6的信號采集端正對著位移放大裝置8指針,并且都處于彈性體4圓筒的內(nèi)部,外觀上是一個無任何突出物的圓筒形狀。
當(dāng)彈性體4受壓發(fā)生變形時,位移放大裝置8指針產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),計算機視覺系統(tǒng)6可以獲取位移放大裝置8的表盤和指針位置,并自動識別出圖像中位移放大裝置8指針的偏轉(zhuǎn)度數(shù),進而得到彈性體4的變形量,最終計算出整個傳感器所受軸力大小。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此,本實用新型不限于這里的實施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示,對于本實用新型做出的改進和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。