[发明专利]振弦式位移传感器及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及位移传感器，尤其涉及振弦式位移传感器。

背景技术：

在岩土工程和其它工程的观测和长期监测中，离不开位移传感器。现有的位移传感器大都含有电子元件，由电子元件输出电压或电流信号。电压或电流信号在信号传输中容易失真和衰减，所以不适用于远距离传输，而且分辨率低，不适应水坝、桥梁、隧道、矿山等恶劣环境。

发明内容

本发明提出一种用频率信号传输的位移传感器，这种位移传感器是通过改变振弦频率和发出频率信号，从而达到能远距离传输而不失真，不衰减，长期稳定的目的，而且分辨率高，适应于在恶劣环境中长期监测使用。

一种振弦式位移传感器的构造是：它包括一个柱形壳体，柱形壳体内设有钢弦，钢弦拉紧在壳体两端；柱形壳体内还设有夹紧装置，夹紧装置夹持在钢弦上；柱形壳体的外面设置一个位移杆，位移杆通过一个推拉架与柱形壳体内的夹紧装置连接，位移杆移动时拉动夹紧装置在钢弦上滑动，从而改变钢弦工作长度；在柱形壳体内靠近钢弦工作段的位置安装两个磁头线圈，一个为激发头，另一个为接收头，两个磁头线圈的导线从柱形壳体内导出，导出后与信号电缆连接。

所述的夹紧装置是在壳体内设一个空心的滑移块，滑移块上设有与钢弦垂直的通孔，通孔内安装上下两个夹紧块，每个夹紧块用弹簧顶紧，钢弦穿过滑移块的空心后被两个夹紧块夹住。

所述的柱形壳体由左右两部分连接而成。

该位移传感器的工作方法是，

第一步：首先将移传感器安装在被测位移的位置，且使位移传感器轴线与位移方向一至，然后将激发磁头和接头磁头导线分别与位移测量仪的激发电路和接收电路连通。

第二步：测量时，通过激发电路给激发磁头线圈一个电脉冲，产生的磁场对钢弦激发一下，相当于拨动一下钢弦，钢弦被激发后以频率f振动，频率式中L是钢弦振动段长度，σ为设定的钢弦张紧应力，ρ为钢弦的密度；

同时，接头磁头将振动频率f转换为频率电信号，电信号通过导线传输给位移测量仪的接收电路，位移测量仪得到即时频率f；然后根据换算程序换算出位移量ΔL；换算程序如下：

设被测的位置未发生位移时钢弦的长度为L₀，即钢弦的起始振动长度，当被测的位置位移ΔL时，位移杆同时带动夹紧装置移动ΔL，钢弦振动段的长度增加ΔL，L＝bc+ΔL＝L₀+ΔL，bc为起始时钢弦振动段的两端点；

此时，f=12(L0+ΔL)σρ,]]>

所以f=12(L0+ΔL)σρ=AL0+ΔL,]]>A=12σρ]]>常数；