[实用新型]一种用于拉力试验机的多层力值传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及力值传感器，特指一种船用锚链拉力试验机的力值传感器，属于力学测量传感器领域。

背景技术

锚链拉力载荷试验，是将锚链直接夹持到锚链拉力试验机上进行拉力载荷试验，在同一台机器上，不仅要对大吨位锚链进行拉力试验，同时也要对小吨位锚链进行拉力试验；根据国家标准GB/T549-2008要求，同一根锚链不仅要对其进行工作拉力载荷试验，保证锚链在“5.3……规定的拉力载荷下，永久伸长应不超过原始长度的5％,”此外，还要对其进行破断载荷试验，所谓锚链破断载荷试验是指：按标准要求抽取一组三个链环或五个链环，对其按拉力载荷值的140％～150％的力值进行破断载荷试验，在试验后，保证锚链在“5.2……规定的破断载荷下不应出现断裂迹象。”；此外对于新产品锚链的试验，往往是先设定其变形量，然后通过加载使其变形达到设定，以确定锚链的强度；因此锚链拉力试验机的力值传感器不仅需要超宽量程，而且要具备较强的过载能力。目前市场上的拉力机大力值传感器一般用轮幅式传感器，传感器内部一般为电阻应变片式，这种传感器虽然测量体积小、精度高，但是，传感器量程范围窄，因此不适合在锚链拉力试验机上使用。

为扩大传感器量程范围，专利公开号为CN93017843A的发明专利公开了一种双量程式压力传感机构，包括底座,在底座的上方设有第一压力传感器，在第一压力传感器上方设有套筒，在套筒内设有第二压力传感器，在第二压力传感器的下端与第一压力传感器的上端之间设有弹簧，第二压力传感器的量程小于第一压力传感器的量程。通过将二个不同量程的传感器利用弹簧简单地隔离叠加，虽能扩大部分量程，但并不能保证其测量区间和量程一定能够满足锚链拉力机的工作需求。此外，使用这种二层叠加传感器，如果进行新品锚链测试，当试验值超出该“双量程式压力传感机构”的测量范围时，不仅使试验测试值失真，而且还可能因为第一传感器无过载保护，而导致传感器失效。

发明内容：

本实用新型的目的是为了克服现有力值传感器量程窄，过载欠保护的问题和缺陷，同时为满足锚链拉力试验机上使用的要求，提供一种用于拉力试验机的多层力值传感器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于拉力试验机的多层力值传感器，包括压力筒、感应弹簧、限位法兰和位移传感器，所述压力筒为上、下端面分别设有上大下小沉孔的纵剖面类似“H”形的圆筒体，下端设有外凸缘，外凸缘上开设有一条轴向沟槽，所述压力筒的下端插入另一个压力筒的上沉孔中构成具有封闭压力腔的多层多腔塔状结构体；所述感应弹簧竖直安置在每个封闭压力腔内；所述限位法兰套装在所述压力筒的外圆上与被插入压力筒的上端平面固定连接，限位法兰内圆周面对应压力筒外凸缘上开设的沟槽处开设有相同的轴向沟槽；所述位移传感器的一端安置在限位法兰内圆周面开设有的轴向沟槽中，另一端安置在压力筒外凸缘开设的沟槽中。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

上述所述的多层力值传感器还设有导向装置，所述导向装置是指在上压力筒外侧设置的凸台与设置在被其轴向限位的限位法兰的内侧滑槽相配合，限制上压力筒在下压力筒内相对转动。

上述所述压力筒的上、下型腔沿着筒体中轴线设有螺纹孔将其贯穿，并在下型腔利用螺纹中心孔中连接固定着一根有上下插入活动连接的圆管形芯轴，且上一层芯轴的外径小于下一层芯轴的内径，最下层压力筒不设置芯轴。

上述所述的多层多腔塔状结构体为三层两腔，压力筒为圆形，且上型腔直径大于下型腔直径，筒体上下端面均设有螺纹孔。

上述所述上压力筒的外径大于下一层压力筒的下型腔直径，且上层压力筒下端设有的外凸缘底部凸圆的外径与下一层压力筒的上型腔沉孔直径相适应。

上述所述感应弹簧为碟形弹簧。且不同层压力筒内安置的碟形弹簧的弹性模量，从上到下逐层增加。

上述所述碟形弹簧，相邻两层弹簧的测量力设置有10％的重叠区。

本实用新型的一种拉力试验机的多层力值传感器的检测方法，包括以下步骤：

1、检测各层感应弹簧的弹性模量E，校验位移变换系数k，各位移传感器的预紧力大于感应弹簧最小线性压力，位移传感器的显示值区间在传感器弹簧可压缩的有效行程的5％～95％之间，位移传感器最小压力显示值Fmin对应其有效行程为5％，位移传感器最大压力显示值Fmax对应其有效行程为95％，且上层Fmax等于下层Fmin；

2、根据工作要求，估测位移传感器的量程和测量区间，从上到下，由小到大，第一层、第二层……组装成位移传感器组，并利用其上下端面通过法兰将其安装到压力机上；