ТЕНЗОМЕТР ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ВНУТРИ БЕТОННОГО МАССИВА Советский патент 1967 года по МПК G01B5/30 

Известны тензометры для дистанционного измерения деформаций внутри бетонного массива, включаюндие полый корпус с размеш,ениым внутри него измерительным элементом.

Предложенное изобретение нозволяст повысить точность измерений, осуществляемых тензометром. Достигается это тем, что он выполнен с измерительным элементом в виде стержня, жестко прикрепленного к одному из анкеров и имеющего нагревательную и измерительную обмотки. На свободном конце стержня и смежном с ним анкере смонтированы контакты, включенные в релейную схему и ьзаимодействующие при расширении стержня.

При этом измерительный стержень выполнен полым, а между корпусом тензометра н измерительным элементом размещена оболочка из тенлоизоляционного матернала, отделенного со стороны подвижного конца стержня гибкой теплостойкой диафрагмой с отверстием для контакта. Пространство между ними и смежным анкером занолнено инертным по отношению к материалу контактов газом, например, аргоном. Это позволяет уменьшить тепловую инерцию тензометра и нагрев бетона.

Кроме того, стержень укренлен на изоляционной прокладке, что обеспечивает тепловую и электрическую изоляцию анкера от стержня, а для исключения сминания контактов при их замыкании контакт на анкере укреплен упругой мембраной. Обмотки располол ены в пазах, имеющих вид двухзаходной резьбы, что обеспечивает равномерный нагрев стержня и более точное измерение его температуры. На фиг. 1 изображен тензометр в разрезе; на фиг. 2 - вторичная электрическая схема.

В корпусе 1 тензометра, выполненном в виде полой тонкостенной трубки, имеющей на концах анкеры 2 и 3, укреплен измерительный

элемент. Он выполнен в виде полого стержня 4, укрепленного на изоляционной прокладке 5 и жестко прикрепленного к анкеру 2. Пазы стержня имеют вид двухзаходной резьбы. В эти пазы уложены нагревательная обмотка 6

и образующая термометр сопротивления измерительная обмотка 7. На свободном конце стержня и смежном с ним анкере 3 смонтированы контакты 8 и 9. Контакт 9 укреплен на анкере мембраной 10 с контактодержателем

У/, После регулировки контакт 9 стопорится за счет сжатия разрезной части контактодержателя 11 винтом 12.

Между корпусом тензометра и измерительным элементом размещена оболочка 13 из

теплоизоляционного материала, например стекловаты. Со стороны подвижного конца стержня оболочка отделена гибкой теплостойкой диафрагмой 14 с отверстием для контакта. Диафрагма исключает возможность понаки в зазор между контактами 5 и 9 и прикреплена к корпусу } с помощью, например, клея. Пространство между диафрагмой М и анкером 3 заполнено инертным газом, например, аргоном. Герметизация измерительного элемента осуществлена с помощью резинового уплотнительного кольца 15, шайбы 16 и затяжной гайкн 17. Тензометр с номощью кабеля подключен к вторичной электрической схеме, состоящей из реле 18, например, типа РП-7, через нормально замкнутые контакты 19 которого ток от источника питания 20 подается к нагревателю. Включение реле 18 происходит при замыкании контактов 8 к 9. Термометр сопротивления соединен с мостовой измерительной схемой 21.

При сборке тензометра наиболее ответственным моментом является изготовление и установка контактов 8 и 9. Контакты должны быть выполнены из износоустойчивого материала, например, вольфрама. Электрическая нагрузка на контакты выбрана весьма малой для исключения их износа за счет эрозии, дугообразования и т. п. Для дальнейшего уменьшения мощности можно использовать усилитель, например транзисторный.

После сборки тензометра регулируют положение контакта 9. Для этого определяют наибольшую ожидаемую деформацию сжатия при наивысшей возможной температуре окружающей среды. Затем, пользуясь известным значением температурного коэффициента линейного расширения материала стержня 4, подсчитывают величину приращения температуры стержня, которое вызовет такую деформацию. Далее в обмотку 6 подают ток и нагревают стержень 4 на вычисленное количество градусов (контролируется по обмотке 7). Затем, регулируя положение контакта 9, вводят его в соприкосновение с контактом 8 и стопорят зажимным винтом 12.

После регулировки производят тарировку тензометра путем сравнения с показания.ми индикатора часового типа прн сжатии тензометра на прессе. При этом тензометр подключается к схеме (фиг. 2) и для него строится зависимость «деформация - температура. Верхний предел деформации при растяжении определяется наибольшей температурой, допустимой как с точки зрения влияния на элементы конструкции тензометра, так и по тепловому потоку в окружающий бетон.

Работает тензометр следующим образом.

Ток от источника 20 через контакты 19 реле /8 поступает в обмотку 6. Стержень 4 нагревается и удлиняется, а нагревание продолжается до замыкания контактов 8 и 9. Е момент замыкания контактов 8 и 9 срабатывает реле 18, конгакты 19 размыкаются и нагрев стержня 4 нрекращается. При понижении темнературы стержня контакты 8 н 9 снова размыкаются н включается ток, поступающий в нагревательную обмотку. Таким образом, температура стержня колеблется около среднего значения, соответствующего моменту замыкания контактов 8 и 9. Если теперь под действием измеряемой деформации изменится расстояние между анкерами 2 н 3 так же, как и между контактами S и Я то температура стержня изменится и автомагически будет поддерживаться на новом значении, соответствующем новому значению деформации. В процессе автоматического регулирования

температура стержня 4 колеблется около среднего значения, соответствующего измеряемой деформации. Поскольку между температурой стержня 4 и его деформацией существует линейная зависимость, из измерений исключается температурная погрешность и для прибора может быть найден тарировочный коэффициент, связывающий температуру стерл ня с измеряемой деформацией. Измереиие температуры стержня производится термометром сопротивления, подключаемым к мостовой измерительной схбме 21.

Предмег изобретения

1. Тензометр для дистанционного измерения деформаций внутри бетонного массива, включающий полый корпус с размещенным внутри него измерительным элементом, отличающийся тем, что, с целью цовышения точности измерений тензометр выполнен с измерительным элементом, в виде стержня, жестко прикренленного к одному из анкеров н имеющего нагревательную и измерительную обмотки, а на свободном конце стержня и смежном с

ним анкере вмонтированы контакты, включенные в релейную схему и взаимодействующ 1е прн расширении стержня.

2. Тензометр но н. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения его тепловой инерими, измеритель 1ый стержень выполнен но3.Тензометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нагрева бетона, между корпусом тензометра н измерительным элсментом размещена оболочка из теплоизоляционного материала, отделенного со стороны подвижного конца стержня гибкой тенлостойкой диафрагмой с отверстием для контакта, а пространство между ними и смежным анкером

заполнено инертным по отношению к материалу контактов газом, например, аргоном.

4.Тензометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью тепловой н электрической изоляции анкера от стержня, последний укреплен

на изоляционной нрокладке.

5.Тензометр по н. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения сминання контактов при их замыкании, контакт на анкере укреплен посредством упругой м-ембраны.

6. Тензометр но п. 1, отличающийся тем, что, с целью равномерного нагрева стержня и более точного измерения его температуры, обмотки расположены в пазах, имеющих вид двухзлходной резьбы.

}9

20