CN208902314U - 三向压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三向压力传感器，其属于传感器技术领域。它解决了现有技术中传统土压力传感器存在的在测量水泥砂浆时不准确的缺陷。其主体结构包括壳体，所述壳体为正方体结构，所述壳体的正方体结构上的三个正交面上共设有三处传感装置，所述三处传感装置分别为X轴传感装置、Y轴传感装置和Z轴传感装置。本实用新型主要用于水泥砂浆的载荷特性测试。
Description
技术领域：
本实用新型属于传感器技术领域，具体地说，尤其涉及一种三向压力传感器。
背景技术：
压力传感器是测量压力的装置，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、建筑等，一般对于水泥砂浆的检测方面，目前使用的是土压力传感器，但土压力传感器在使用过程中存在一些缺点，如：1、当土压力传感器的刚度大于周围土介质的刚度时，测量结果偏大，反之则偏小；2、由于上覆土层的填筑压实会扰动土体，使得土压力传感器过多承担土体的应力，使得测量结果不准确；3、温度、动态应力测量、湿度及腐蚀性等都会影响土压力传感器的测量结果。
发明内容：
为了解决现有技术中传统土压力传感器存在的在测量水泥砂浆时不准确的缺点，本实用新型提供了一种区别于现有技术的三向压力传感器，其能够精确测量水泥砂浆的三个面在三个方向上的应力。
为了实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：
一种三向压力传感器，包括壳体，所述壳体为正方体结构，所述壳体的正方体结构上的三个正交面上共设有三处传感装置，所述三处传感装置分别为X轴传感装置、Y轴传感装置和Z轴传感装置。
进一步地，所述X轴传感装置包括应力承载板、线圈、立柱和钢弦，所述应力承载板安装在壳体上，所述线圈安装在壳体内且与应力承载板连接，所述立柱设有两处且两处立柱分别与应力承载板垂直连接，所述钢弦设于两处立柱之间。
进一步地，所述X轴传感装置包括应力承载板和压磁元件，所述应力承载板与压磁元件连接，所述压磁元件上设有A孔、B孔、C孔和D孔，所述A孔和C孔之间设有激励绕组， B孔和D孔之间设有输出绕组。
进一步地，所述压磁元件为硅钢片。
进一步地，所述壳体的四个顶点设有切角。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、土压力传感器只能检测出一个面上的应力，而本实用新型可以检测三个面上的应力，即X轴、Y轴和Z轴，本实用新型在三个面上的实测应力也存在一定的差异，这主要是由于水泥砂浆体在分层浇筑过程中产生的各向异性导致，表现为垂直方向(Z轴)的实测应力要大于其他两个水平方向(X轴、Y轴)的实测应力；
2、本实用新型能够精确测量三个面上所承载的应力，使水泥砂浆在后续步骤使用时更加牢固、可靠，安全性增强；
3、温度、动态应力测量、湿度及腐蚀性等都不会影响本实用新型的测量结果，三向压力传感器的各个传感面具有良好的重复性和线性度。
附图说明：
图1为本实用新型的立体图；
图2为本实用新型的主视图；
图3为图2中C-C的剖视图一；
图4为图2中C-C的剖视图二；
图5为本实用新型中实施例3的安装使用状态的结构示意图。
图中：1、切角；2、壳体；3、应力承载板；4、线圈；5、立柱；6、钢弦；7、引线；8、压磁元件；9、激励绕组；10、输出绕组；11、X轴传感装置；12、Y轴传感装置；13、Z轴传感装置。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1：
如图1-2所示，一种三向压力传感器，包括壳体2，所述壳体2为正方体结构，所述壳体 2的正方体结构上的三个正交面上共设有三处传感装置，所述三处传感装置分别为X轴传感装置11、Y轴传感装置12和Z轴传感装置13。X轴传感装置11、Y轴传感装置12和Z轴传感装置13的内部结构是相同的，因此本实用新型以X轴传感装置的结构为例进行说明。
实施例2：
如图3所示，一种三向压力传感器，所述X轴传感装置11包括应力承载板3、线圈4、立柱5和钢弦6，所述应力承载板3安装在壳体2上，所述线圈4安装在壳体2内且与应力承载板3连接，所述立柱5设有两处且两处立柱5分别与应力承载板3垂直连接，所述钢弦 6设于两处立柱5之间。其他部分与实施例1相同。
本实施例的工作原理为：
使用时将本实用新型放入调好的水泥砂浆中，通过引线7分别连接到两个立柱5和计算机上，对X轴、Y轴和Z轴施加压力，测出水泥砂浆中不同方向能承受的压力。当应力承载板3受到外荷载的作用时，产生弹性弯曲变形，使得钢弦6伸长，通过钢弦6旁的线圈4激励钢弦6振动，从而使得钢弦6与线圈4之间及线圈4回路中的磁阻抗发生周期性变化，线圈4感应出的磁阻变化频率即为钢弦6的自振频率，最后通过计算，可得出X、Y和Z轴能够承受的外载荷是不同的，本实用新型在三个方向的实测应力也存在一定的差异，这主要是由于水泥砂浆体在分层浇筑过程中产生的各向异性导致，表现为垂直方向(Z轴)的实测应力要大于其他两个水平方向(X轴、Y轴)的实测应力，而通过土压力传感器是无法检测到的。
实施例3：
如图4所示，一种三向压力传感器，所述X轴传感装置11包括应力承载板3和压磁元件8，所述应力承载板3与压磁元件8连接，所述压磁元件8上设有A孔、B孔、C孔和D 孔，所述A孔和C孔之间设有激励绕组9，B孔和D孔之间设有输出绕组10；所述压磁元件 8为硅钢片；所述壳体2的四个顶点设有切角1。其他部分与实施例1相同。
本实施例的工作原理为：
如图5所示，A孔与C孔的外部接入电源，B孔与D孔的外部接入压力表。
A孔和C孔之间绕有激励绕组9，B孔和D孔之间绕有输出绕组10，当激励绕组9中通过交流电流时，铁芯中就会产生磁场，当有压力作用在应力承载板3上时，激励绕组9就会产生感应电动势，压力越大，感应电动势就越多，压力表也会随之变化。
Claims (5)
1.一种三向压力传感器，包括壳体(2)，所述壳体(2)为正方体结构，其特征在于：所述壳体(2)的正方体结构上的三个正交面上共设有三处传感装置，所述三处传感装置分别为X轴传感装置(11)、Y轴传感装置(12)和Z轴传感装置(13)。
2.根据权利要求1所述的三向压力传感器，其特征在于：所述X轴传感装置(11)包括应力承载板(3)、线圈(4)、立柱(5)和钢弦(6)，所述应力承载板(3)安装在壳体(2)上，所述线圈(4)安装在壳体(2)内且与应力承载板(3)连接，所述立柱(5)设有两处且两处立柱(5)分别与应力承载板(3)垂直连接，所述钢弦(6)设于两处立柱(5)之间。
3.根据权利要求1所述的三向压力传感器，其特征在于：所述X轴传感装置(11)包括应力承载板(3)和压磁元件(8)，所述应力承载板(3)与压磁元件(8)连接，所述压磁元件(8)上设有A孔、B孔、C孔和D孔，所述A孔和C孔之间设有激励绕组(9)，B孔和D孔之间设有输出绕组(10)。
4.根据权利要求3所述的三向压力传感器，其特征在于：所述压磁元件(8)为硅钢片。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的三向压力传感器，其特征在于：所述壳体(2)的四个顶点设有切角(1)。
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