CN105784209B - 一种振弦式传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振弦式传感器，包括轴套及置于轴套内的钢弦，钢弦的两端固定在轴套内，还包括设置在轴套内并压在钢弦上的按压件，所述按压件在轴套内可沿轴向移动从而使按压件与钢弦的接触点可调整。按压件压在钢弦上，按压件可沿轴向移动，可以通过移动按压件来调整按压件与钢弦的接触点位置，实现对钢弦的振动频率进行调整，使钢弦的振动频率、振动频率的变化曲线大体一致，实际在使用中，每一个振弦式传感器测得的振动频率都能够统一地对应一个拉力值，不需要对钢弦的频率进行存档，使用非常方便。

Description

一种振弦式传感器

技术领域

本发明涉及一种振弦式传感器，特别是涉及一种用于检测钢筋受力情况的振弦式钢筋传感器。

背景技术

在建筑工程试验桩的施工中，需要将振弦式传感器安装在钢筋上，用于定期检测混凝土柱中钢筋的受力情况。振弦式传感器包括轴套、位于轴套内并沿轴向设置的钢弦、以及测试部件，现有钢弦的安装方式，是利用螺栓直接将钢弦锁固在轴套上，导致每一个振弦式传感器上的钢弦的松紧程度、受力情况、以及位置多多少少都会存在一定的差异，这就使得在空载、或者是相同载荷受力情况下，每一个振弦式传感器所检测出来的振动频率都不相同，即使都检测到相同的振动频率，每一个振弦式传感器所对应的钢筋的受力也都不相同。也就是说，现有的振弦式传感器，每一个振弦式传感器的钢弦的振动频率、钢弦的振动频率的变化曲线都不一样，因此，在实际使用中，对每一个振弦式传感器在空载时的振动频率、在最大受力情况下的振动频率都要记录存档，以便在将来定期检测时进行对比分析，一旦数据丢失便无法计算出钢筋的实际受力，使用起来非常不方便。

发明内容

本发明提供了一种振弦式传感器，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种振弦式传感器，包括轴套及置于轴套内的钢弦，钢弦的两端固定在轴套内，还包括设置在轴套内并压在钢弦上的按压件，所述按压件在轴套内可沿轴向移动从而使按压件与钢弦的接触点可调整。

一较佳实施例之中：还包括设置在轴套内并对钢弦施加弹性力拉紧钢弦的弹性件，所述弹性件的松紧程度可调整。

一较佳实施例之中：还包括设置在轴套内的转子，转子的中部设有供钢弦穿过的轴向通孔，转子上还设有径向孔，所述按压件是杆状结构并安装在径向孔内，转动转子可使转子沿轴向移动。

一较佳实施例之中：还包括设置在轴套内的螺纹套管，转子设置在螺纹套管内，转子与螺纹套管螺纹连接。

一较佳实施例之中：转子是塑料件，转子外周面上的螺纹包括间隔设置的前段螺纹和后段螺纹，前段螺纹和后段螺纹与螺纹套管的螺纹在轴向上过盈配合。

一较佳实施例之中：还包括两个对称设置在轴套内分别用于固定钢弦两端的锥牙夹线头，锥牙夹线头中部设有供钢弦穿过的针孔，锥牙夹线头小头一端的端面上设有多个切割槽从而在锥牙夹线头的端部形成多个夹爪，锥牙夹线头上设有螺母，拧紧螺母可使夹爪收紧并抱紧钢弦。

一较佳实施例之中：还包括两个压盖，压盖螺纹连接在轴套内，两个压盖分别将两个锥牙夹线头压住限位在轴套内；压盖是金属件，压盖外周面中部设有环形凹槽，压盖在其环形凹槽部位沿径向切割设置至少两条让位槽从而使压盖的中部形成蛇形结构，压盖前段螺纹和后段螺纹与轴套的螺纹在轴向上过盈配合。

一较佳实施例之中：还包括两个压盖，压盖螺纹连接在轴套内，两个压盖分别将两个锥牙夹线头压住限位在轴套内；还包括弹性件，所述按压件靠近其中一个锥牙夹线头设置，所述弹性件对另一个锥牙夹线头施加弹性力使另一个锥牙夹线头贴紧压盖。

一较佳实施例之中：还包括螺纹套筒和塞子，塞子的中部设有供钢弦穿过的让位孔，螺纹套筒设置在轴套内的，塞子设置在螺纹套筒内，塞子与螺纹套筒螺纹连接，弹性件支撑在塞子与锥牙夹线头之间。

一较佳实施例之中：锥牙夹线头大头一端的端面的中心设有收容槽，收容槽内设有归中件，所述归中件包括沿轴向依次设置的四个挡板，四个挡板围成一个方形孔，钢弦穿过方形孔，四个挡板分别从上下左右四个方向对钢弦进行限位。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.按压件压在钢弦上，按压件可沿轴向移动，可以通过移动按压件来调整按压件与钢弦的接触点位置，实现对钢弦的振动频率进行调整，使钢弦的振动频率、振动频率的变化曲线大体一致，实际在使用中，每一个振弦式传感器测得的振动频率都能够统一地对应一个拉力值，不需要对钢弦的频率进行存档，使用非常方便。

2.弹性件对钢弦施加弹性力拉紧钢弦，弹性件的松紧程度可调整，实现对钢弦的振动频率进行调整。

3.转子可转动地设置在轴套内，按压件安装在转子的径向孔，结构简单。特别是，转子前段螺纹和后段螺纹与螺纹套管的螺纹在轴向上过盈配合，保证转子牢固地固定在轴套内，转子位置不容易改变，传感器的性能更稳定。

4.锥牙夹线头上设有螺母，拧紧螺母可使夹爪收紧并抱紧钢弦，一方面可以牢固地固定住钢弦，另一方面可以较好地使钢弦处于轴套的中心线上。

5.压盖中部形成蛇形结构从而具有一定的弹性变形能力，压盖前段螺纹和后段螺纹与轴套的螺纹在轴向上过盈配合，保证压盖牢固地固定在轴套内，压盖位置不容易改变，传感器的性能更稳定。

6.所述弹性件对锥牙夹线头施加弹性力使锥牙夹线头贴紧压盖，从而压盖与弹性件夹持住锥牙夹线头，拧紧压盖可压缩弹性件，从而减小钢弦自身的拉力，松开压盖可释放弹性件，从而增大钢弦自身的拉力，实现对钢弦的拉力调整，最终达到调整钢弦振动频率的目的。

7.钢弦穿过归中件，四个挡板分别从上下左右四个方向对钢弦进行限位，保证钢弦正好位于锥牙夹线头的中心位置，使钢弦处于轴套的中心线上，提高钢弦的同轴度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了本发明振弦式传感器的剖视示意图。

图2绘示了图1所示振弦式传感器的转子的俯视示意图。

图3绘示了图2所示转子的剖视示意图。

图4绘示了图1所示振弦式传感器的转子和螺纹套管的连接示意图。

图5绘示了图1所示振弦式传感器的压盖的示意图。

图6绘示了图1所示振弦式传感器的锥牙夹线头的剖视示意图。

图7绘示了图6所示锥牙夹线头的俯视示意图。

图8绘示了图1所示振弦式传感器的归中件的示意图。

图9绘示了图8所示归中件的在第一挡板位置的剖视示意图。

图10绘示了图8所示归中件的在第二挡板位置的剖视示意图。

图11绘示了图8所示归中件的在第三挡板位置的剖视示意图。

图12绘示了图8所示归中件的在第四挡板位置的剖视示意图。

具体实施方式

请参照图1，本发明的一种振弦式传感器，包括轴套10及置于轴套内的钢弦20，钢弦20的两端固定在轴套10内，还包括设置在轴套10内并压在钢弦20 上的按压件30，所述按压件30在轴套10内可沿轴向移动从而使按压件30与钢弦20的接触点可调整。按压件30按住钢弦20的不同位置，可以改变钢弦20的受力、形状以及长径比，使钢弦20的振动频率得到调整，因此，可以使振弦式传感器在相同拉力的状态下，将钢弦20的振动频率调整到一个固定值。

还包括设置在轴套10内并对钢弦20施加弹性力拉紧钢弦的弹性件80，所述弹性件80的松紧程度可调整，使钢弦20的振动频率可调整。弹性件80优选弹簧。

请参照图1至图4，振弦式传感器还包括设置在轴套10内的转子40，转子 40的中部设有供钢弦20穿过的轴向通孔42，转子40上还设有径向孔44，轴向通孔42和径向孔44相通，所述按压件30是杆状结构并安装在径向孔44内，转子40螺纹连接在轴套内，转动转子40可使转子40沿轴向移动。优选地，还包括设置在轴套内的螺纹套管50，转子40设置在螺纹套管50内，转子40与螺纹套管50螺纹连接，转动转子40可使转子40在螺纹套管50内移动。优选地，转子40是塑料件，转子40外周面上的螺纹包括间隔设置的前段螺纹45和后段螺纹47，前段螺纹45和后段螺纹47与螺纹套管50的螺纹在轴向上过盈配合。

请参照图1、图6和图7，钢弦20的两端是通过两个锥牙夹线头60固定在轴套10内的，具体地：两个锥牙夹线头60对称设置在轴套10内分别位于钢弦 20的两端，锥牙夹线头60中部设有供钢弦穿过的针孔62，锥牙夹线头60小头一端朝外并且小头一端的端面上设有十字形切割槽从而在锥牙夹线头的端部形成四个夹爪64，锥牙夹线头上设有螺母66，拧紧螺母66可使夹爪64收紧并抱紧钢弦20。

请参照图1和图5，还包括两个压盖70，压盖70螺纹连接在轴套10内，两个压盖70分别将两个锥牙夹线头60压住限位在轴套10内。压盖70是金属件，压盖70外周面中部设有环形凹槽72，压盖70在其环形凹槽部位沿径向切割设置至少两条让位槽74从而使压盖的中部形成蛇形结构，环形凹槽72将压盖外周面上的螺纹分为前段螺纹71和后端螺纹73，压盖前段螺纹71和后段螺纹73与轴套10的螺纹在轴向上过盈配合。当然，也可以让锥牙夹线头60直接与轴套10螺接。

请参照图1、图8至图12，由于钢弦20的直径非常小，小到只有0.2mm，受到加工技术的限制，锥牙夹线头60上的针孔62尺寸仍然较大，这样不利于将钢弦20固定在轴套10的中心线上。为了防止钢弦20位置偏移，本发明在锥牙夹线头60大头一端的端面的中心设有收容槽68，收容槽68内设有归中件61，所述归中件61包括沿轴向依次设置的四个挡板611、612、613、614，四个挡板 611、612、613、614围成一个方形孔63，钢弦20穿过方形孔63，四个挡板611、 612、613、614分别从上下左右四个方向对钢弦20进行限位，有效保证了钢弦 20与轴套10的同轴度。

请参照图1，所述按压件30靠近其中一个锥牙夹线头60设置，所述弹性件 80对另一个锥牙夹线头60施加弹性力，锥牙夹线头60夹持在压盖70和弹性件 80之间，钢弦20被拉紧。当旋转压盖7 0使锥牙夹线头60向传感器中部移动时，锥牙夹线头60压缩弹性件80，可松开钢弦20；当旋转压盖7 0使锥牙夹线头60 向传感器外侧移动时，弹性件80被释放，钢弦20被张紧。利用弹性件80来调整钢弦20的松紧程度，同样能够对钢弦20的振动频率进行调整。

优选地：还包括螺纹套筒92及塞子94，螺纹套筒92设置在轴套10内，塞子94设置在螺纹套筒92内，塞子94与螺纹套筒92螺纹连接。塞子94的中部设有供钢弦20穿过的让位孔942，弹性件80收容在螺纹套筒92内并支撑在塞子94与锥牙夹线头60之间。螺纹套筒92及锥牙夹线头60端部均设有法兰，一导向柱96轴向穿过锥牙夹线头60和螺纹套筒92的法兰，对锥牙夹线头60 的移动进行导向，同时具有止转的功能。实际上，螺纹套筒92的结构与螺纹套管50的结构相同，塞子94的结构与转子40的结构相同，塞子94与螺纹套筒 92沿轴向螺纹过盈配合。

请参照图1，轴套10内在压盖70的外侧还设有密封机构，密封机构包括支撑件01、密封圈02及密封螺盖03，密封螺盖03将密封圈02压在支撑件01上，密封螺盖03与轴套10螺纹连接，密封圈02上对应的轴套内壁是光滑的表面结构。

两钢筋05的端部分别插入轴套10的两端部并与轴套10螺纹连接。生产中，可按下述步骤调整钢弦振动频率：

1)在钢筋05(钢筋也可以使用拉杆代替)不受力的情况下，调整压盖70 和/或塞子94压缩或释放弹性件80，使钢弦20的振动频率达到基础值；

2)对钢筋05施加一个额定最大拉力，调整按压件30的位置，使钢弦20 的振动频率达到预定值；

3)重复步骤1)和2)，直到钢筋05不受力的情况下钢弦20的振动频率靠近基础值，并且，钢筋05受到额定最大拉力的情况下钢弦20的振动频率靠近预定值。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种振弦式传感器，包括轴套及置于轴套内的钢弦，钢弦的两端固定在轴套内，其特征在于：还包括设置在轴套内并压在钢弦上的按压件，所述按压件在轴套内可沿轴向移动从而使按压件与钢弦的接触点可调整；还包括两个对称设置在轴套内分别用于固定钢弦两端的锥牙夹线头，锥牙夹线头中部设有供钢弦穿过的针孔，还包括两个压盖，压盖螺纹连接在轴套内，两个压盖分别将两个锥牙夹线头压住限位在轴套内；还包括设置在轴套内并对钢弦施加弹性力拉紧钢弦的弹性件，所述按压件靠近其中一个锥牙夹线头设置，所述弹性件对另一个锥牙夹线头施加弹性力使另一个锥牙夹线头贴紧压盖；

还包括设置在轴套内的转子，转子的中部设有供钢弦穿过的轴向通孔，转子上还设有径向孔，所述按压件是杆状结构并安装在径向孔内，转动转子可使转子沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的一种振弦式传感器，其特征在于：所述弹性件的松紧程度可调整。

3.根据权利要求1所述的一种振弦式传感器，其特征在于：还包括设置在轴套内的螺纹套管，转子设置在螺纹套管内，转子与螺纹套管螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种振弦式传感器，其特征在于：转子是塑料件，转子外周面上的螺纹包括间隔设置的前段螺纹和后段螺纹，前段螺纹和后段螺纹与螺纹套管的螺纹在轴向上过盈配合。

5.根据权利要求1所述的一种振弦式传感器，其特征在于：锥牙夹线头小头一端的端面上设有多个切割槽从而在锥牙夹线头的端部形成多个夹爪，锥牙夹线头上设有螺母，拧紧螺母可使夹爪收紧并抱紧钢弦。

6.根据权利要求5所述的一种振弦式传感器，其特征在于：还包括两个压盖，压盖螺纹连接在轴套内，两个压盖分别将两个锥牙夹线头压住限位在轴套内；压盖是金属件，压盖外周面中部设有环形凹槽，环形凹槽将压盖外周面上的螺纹分为前段螺纹和后端螺纹，压盖在其环形凹槽部位沿径向切割设置至少两条让位槽从而使压盖的中部形成蛇形结构，压盖前段螺纹和后段螺纹与轴套的螺纹在轴向上过盈配合。

7.根据权利要求1所述的一种振弦式传感器，其特征在于：还包括螺纹套筒和塞子，塞子的中部设有供钢弦穿过的让位孔，螺纹套筒设置在轴套内的，塞子设置在螺纹套筒内，塞子与螺纹套筒螺纹连接，弹性件支撑在塞子与锥牙夹线头之间。

8.根据权利要求5所述的一种振弦式传感器，其特征在于：锥牙夹线头大头一端的端面的中心设有收容槽，收容槽内设有归中件，所述归中件包括沿轴向依次设置的四个挡板，四个挡板围成一个方形孔，钢弦穿过方形孔，四个挡板分别从上下左右四个方向对钢弦进行限位。