专利名称：不打孔式剪力传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新的传感器，特别是一种不打孔式剪力传感器。
背景技术：
公知的剪力传感器都是需要在被测物体上钻孔或预留安装孔用于安装剪力 传感器，安装孔要求与剪力传感器之间紧配合，利用被测物体在外力作用下引 起安装孔的变形，从而挤压剪力传感器，使剪力传感器受力，测试出相应位置 的剪应力大小。但是，在被测物体上钻孔或预留安装孔对被测物体本身是一种 破坏，在一些比较重要的构件中，这种方法会受到限制，如铁路正线上的钢轨 就是不允许钻孔的。另外，安装孔的大小和孔表面的状态直接影响剪力传感器 的测试精度，稳定性也是比较差。
本发明人根据多年从事本领域工作的经验和知识，为克服公知的剪力传感 器存在的缺陷，从结构和受力特点上解决了上述问题，为特殊要求的结构提供 一个更好的测试传感器，经过多年的艰苦研发、现场试验和在铁路钢轨受力检 测中的使用，终于开发出本发明的不打孔式剪力传感器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为克服公知的剪力传感器的一些缺陷，从结 构和受力特点上做出根本性地改变，提供一种测试精度高、稳定性好、无需对 被测物体做任何改动的不打孔式剪力传感器，很好的解决了一些特殊结构的受 力检测问题，如铁路上的钢轨受力检测等。
为此，本发明提出的不打孔式剪力传感器由测力爪、测力工作面、圆套筒、 基座套筒、基座及出线口接头等7个部分组成，无需在被测物体上钻安装孔或
预留安装孔，对被测物体没有任何破坏性的影响。本发明提出的不打孔式剪力 传感器只需有一个施加压紧力的装置，此装置具有一定的弹性，使所述传感器 在使用过程中一直存在一定的压紧力，保证测力爪与被测物体的紧密结合，从 而保证传感器的工作状态。
本发明的特点及优点是
本发明的不打孔式剪力传感器，克服了公知的剪力传感器的缺陷，具有测 试精度高、稳定性好、不需对被测物体做任何改动、安装简易等优点。解决了 一些特殊结构的受力检测问题，如铁路上的钢轨受力检测等。
图1是本发明的不打孔式剪力传感器的剖面示意图2是本发明的不打孔式剪力传感器的A-A向剖面示意图3是本发明的不打孔式剪力传感器的B-B向剖面示意图4是本发明的不打孔式剪力传感器应用于铁路钢轨中的剖面示意图5是本发明的不打孔式剪力传感器应用于铁路钢轨中安装架的侧面示意
图6是本发明的不打孔式剪力传感器应用于铁路钢轨中保护罩的侧面示意
图7是本发明的不打孔式剪力传感器应用于铁路钢轨中的波形图示意图；
具体实施例方式
对于本发明的不打孔式剪力传感器的特征、效果和所要达到的技术目的有 更加清楚和全面的了解，下面配合附图和具体实施例方式做进一步详细说明。
如图1-图3所示，本发明提出的不打孔式传感器1的结构主要是由测力爪 6、圆套筒2、基座套筒3、基座4、出线口接头5、测力工作面7等7个部分组 成，测力爪6的顶尖处高于圆套筒2的顶面l 2nnn，被测物体安装本发明的不
打孔式剪力传感器位置的表面要求光洁、平整，没有毛刺，这样保证测力爪6 受力均匀，应变片是在测力工作面7上，呈45°和135°两个方向布置。本发 明的不打孔式剪力传感器是将测力爪6嵌入在被测物体的表面，当被测物体在 荷载作用下发生变形，测力爪6也随之发生发生变形，从而引起测力工作面7 的变形，应变片将测出相应的应变值。由于测力爪6的硬度较高，所以测力工 作平面7的变形和被测物体与之对应位置的表面变形是同步的、精确对应的。
在所述不打孔式传感器1的测力爪6外围是圆套筒2，用于保护测力爪6 和测力工作面7，同时在圆套管2的表面实施密封。
在所述不打孔式传感器1的底部是由基座套筒3和基座4两部分组成，基 座套筒3和测力爪6、测力工作面7是一整体，与基座4形成的空腔用于放置 应变片线路系统，基座4外侧端面是一球面，以保证本发明的不打孔式传感器 1安装时与被测物体表面垂直，测力爪受力均匀。出线口接头5是用于保护应 变片系统引出的信号线和电源线。
图4-图6是本发明的不打孔式传感器1在铁路钢轨中的应用，安装架14、 双头螺栓16、螺母15、球面螺栓17及弹片18组成所述传感器的压紧装置，首 先是在钢轨ll的中性轴位置处找出一个光洁、平整、没有毛刺的平面，并用双 头螺栓16及螺母15在钢轨上安装好本发明的不打孔式传感器1所使用的安装 架14，然后用球面螺栓17将本发明的不打孔式传感器1顶在钢轨11中性轴的 平面上，球面螺栓17固定在安装架14上。由于铁路的实际条件比较恶劣，为 了进一步保护好本发明的不打孔式传感器1，在安装架14外侧安装保护罩12。
图7是本发明的不打孔式传感器1应用铁路钢轨中所测试的波形图。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但不能以此限定本发明实施的范围， 即大凡依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等同变化与修饰，皆应仍属 本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1、一种不打孔式剪力传感器，其特征在于所述不打孔式剪力传感器由测力爪、测力工作面、圆套筒、基座套筒、基座及出线口接头等7个部分组成，无需在被测物体上钻安装孔或预留安装孔，对被测物体没有任何破坏性的影响。
2、 如权利要求1所述的不打孔式剪力传感器，其特征在于所述传感器只 需挤压密贴于被测物体的表面，测试物体表面的应变值，与测力工作面的应变 值一致或精确的对应关系，从而测量测力工作面的应变值，即可得出被测物体 相应位置的剪力大小。
3、 如权利要求1所述的不打孔式剪力传感器，其特征在于所述传感器不 需要在被测物体上钻安装孔或预留安装孔，不会对被测物体本身产生破坏。
4、 如权利要求1所述的不打孔式剪力传感器，其特征在于所述传感器的 基座外侧表面是一球面。
5、 如权利要求1所'述的不打孔式剪力传感器，其特征在于所述传感器的 测力爪顶尖处应高于圆套筒表面。
6、 如权利要求1和6所述的不打孔式剪力传感器，其特征在于所述传感 器的测力爪和测力工作面外围应有圆套筒保护，圆套筒与被测物体之间实施密 封。
7、 如权利要求1至3任一项所述的不打孔式剪力传感器，其特征在于应 变片粘贴在测力工作面上，利用测力工作面的变形来测试物体表面的变形。
8、 如权利要求1至7任一项所述的不打孔式剪力传感器，其特征在于所述传感器应有一个施加压紧力的装置，此装置具有一定的弹性，使所述传感器 在使用过程中一直存在一定的压紧力，保证测力爪与被测物体的紧密结合。
全文摘要
本发明涉及一种不打孔式剪力传感器，所述不打孔式剪力传感器由测力爪、测力工作面、圆套筒、基座套筒、基座及出线口接头等7个部分组成，无需在被测物体上钻安装孔或预留安装孔，对被测物体没有任何破坏性的影响。本发明克服了公知的剪力传感器的缺陷，具有测试精度高、稳定性好、不需对被测物体做任何改动、安装简易等优点。另外，本发明的不打孔式剪力传感器应有一个施加压紧力的装置，此装置具有一定的弹性，使所述传感器在使用过程中一直存在一定的压紧力，保证测力爪与被测物体的紧密结合。但是，本发明制作复杂，成本较高。
文档编号G01L1/20GK101349603SQ20071013072
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者冯毅杰, 凌烈鹏, 张格明, 李家林 申请人:中国铁道科学研究院铁道建筑研究所