[发明专利]一种振弦位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种振弦位移传感器，属于地铁隧道工程领域，应用于结构安全健康监测行业。

背景技术

现有技术：现有振弦位移传感器结构，多是通过弹簧直接连接振弦固定元件，通过弹簧力与位移的关系以及振弦的振动方程，间接测位移。本发明在弹簧和振弦中间增加一个弹性膜片，弹簧力在膜片上转换成挠度，引起振弦张力变化，通过换算可测得位移。此方法的缺点是对于弹性圆膜的加工要求高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种振弦位移传感器，解决了振弦传感器小弹力弹簧劲度系数小测量精度低的问题。采用中间转接弹性膜片，可以承受较大的力而不发生破坏，对于同样劲度系数的弹簧可测量的量程范围更大。钢弦全部固定牢固，不因长期受力而产生偏移，稳定性好。在地铁隧道施工或运营期实现伸缩缝的实时在线监测，为地铁隧道结构安全监测提供有效依据。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种振弦位移传感器，它包括底座、固定架、钢弦、弹性圆膜、外护管、弹簧、伸缩杆、端盖；

钢弦铆压在弹性膜片上，并安装在固定架上，绷好弦后分别安装好弹簧、弹簧的另一端连接伸缩杆，伸缩杆穿过端盖，端盖和底座分别焊接在外护管上。

进一步的，伸缩杆通过密封圈密封。伸缩杆通过密封圈进行密封，并可自由移动。

进一步的，在底座与外护管之间设置有固定座。

当发生位移x时，伸缩杆受到外力F传递到弹簧上，弹簧上的力F使弹性圆膜产生挠度变形,从而引起钢弦上张力的变化，通过测量振弦频率就可以计算出弹性圆膜的挠度变化，而弹性圆膜的挠度变化与其受力成正比，此力即为弹簧受力F.根据弹簧力与位移的关系F=Kx,即可算出伸缩杆的位移变化。

本发明的有益效果：

本发明增加中间弹性圆膜，承受的力要比弹簧直接连接在振弦上力要大，故对于同样劲度系数的弹簧可测量的量程范围更大；内部构件少，安装便捷；钢弦全部固定牢固，不因长期受力而产生偏移，稳定性好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述：

一种振弦位移传感器，它包括底座1、固定架3、钢弦4、弹性圆膜5、外护管6、弹簧7、伸缩杆8、端盖10；

钢弦4铆压在弹性膜片5上，并安装在固定架3上，绷好弦后分别安装好弹簧7、弹簧7的另一端连接伸缩杆8，伸缩杆8穿过端盖10，端盖10和底座1分别焊接在外护管6上。

伸缩杆8通过密封圈9密封。

在底座1与外护管6之间设置有固定座2。

当发生位移x时，伸缩杆8受到外力F传递到弹簧7上，弹簧7上的力F使弹性圆膜5产生挠度变形,从而引起钢弦4上张力的变化，通过测量振弦频率就可以计算出弹性圆膜5的挠度变化，而弹性圆膜5的挠度变化与其受力成正比，此力即为弹簧受力F。根据弹簧7力与位移的关系F=Kx,即可算出伸缩杆8的位移变化。