[发明专利]弯矩传感器

说明书

本发明公开了弯矩传感器，在弹性体的底部设置有与支撑板连接固定的安装法兰，在弹性体顶部设置有用于将导向筒受到的弯矩传导到弹性体上的安装固定面结构；在悬臂梁的正反两面均开设有凹槽，凹槽的底面为弯曲应力感应面，在弯曲应力感应面上贴有用于测量悬臂梁在弯矩作用下的拉、压应力的应变计；上部双悬臂梁结构的四个应变计通过引线组桥后与信号变换器连接；下部双悬臂梁结构的四个应变计通过引线组桥后与信号变换器连接。本发明通过弯矩传感器的独特结构设计，特别地是双悬臂梁结构之间的搭配组合、安装固定面结构的设计，以及应变计的数量、布设位置、可以直接用于控制棒导向筒所受弯矩测量的空间环境，实现两轴弯矩检测。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及弯矩传感器。

背景技术

反应堆中控制链式反应速率在一个预定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，称之为控制棒和安全棒。控制棒用来补偿燃料消耗和调节反应速率。控制棒导向筒在水循环系统中承受着来自水流的横向水力载荷作用。为了评估控制棒导向筒在紧急状况下所受水流作用情况及其损毁程度，需要开展相关试验分析横向水力载荷对控制棒导向筒受力情况的影响，因此需要一款能够实现控制棒导向筒所受横向水力载荷测量的力学传感器。

由于横向水力载荷对导向筒的作用属于力矩，其本质上为弯矩，这要求该力学传感器须具备弯矩测量功能。同时，由于导向筒结构较小，安装密集，所处整体空间狭小，需要在水中长时间使用，这要求该力学传感器还须具备防水、耐腐蚀性能。

经市场调研和查阅文献资料，目前尚无能直接实现控制棒导向筒所受弯矩测量的防水耐腐蚀型力学传感器，而目前能实现力矩测量的传感器通常是采用应变式测量方法的力学传感器。这类传感器采用电阻应变计做为敏感元件，粘贴在特殊结构的弹性体表面，将弹性体表面相应部位的应变转换成电阻相对变化，然后用应变测量仪器将电阻变化转换成电压或电流变化，经放大检波测量记录，由所测应变换算成弹性体所受的力矩。但此类传感器由于结构及安装限制，无法直接用于控制棒导向筒所受弯矩测量的使用环境，更重要的是此类传感器大都无法满足防水耐腐蚀性能要求。

为了解决以上问题我方研发出了弯矩传感器。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供弯矩传感器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

弯矩传感器，包括弹性体，弹性体包括上、下两组正交布设的双悬臂梁结构,在弹性体的底部设置有与支撑板连接固定的安装法兰，在弹性体顶部设置有用于将导向筒受到的弯矩传导到弹性体上的安装固定面结构；每组双悬臂梁结构均包括两个结构相同且沿弹性体的中心通孔轴线对称的悬臂梁，在悬臂梁的正反两面均开设有凹槽，凹槽的底面为弯曲应力感应面，在弯曲应力感应面上贴有用于测量悬臂梁在弯矩作用下的拉、压应力的应变计；上部双悬臂梁结构的四个应变计通过引线组桥后与信号变换器连接；下部双悬臂梁结构的四个应变计通过引线组桥后与信号变换器连接，信号变换器用于将应变桥路的电阻变化转换成电压变化，并进行放大滤波处理，输出测量电压，再根据该测量电压可以将各个应变换算成弹性体所受的力矩。

本发明的有益效果在于：

本发明的弯矩传感器：

通过独特结构设计，特别地是双悬臂梁结构之间的搭配组合、安装固定面结构的设计，以及应变计的数量、布设位置、可以直接用于控制棒导向筒所受弯矩测量的空间环境，实现两轴弯矩检测。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明中A-A剖面结构示意图；

图3为本发明的仰视图；

图4为本发明的俯视图；

图5是本发明中实施例10的主视图；