[发明专利]一种单向力监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种单向力监测装置，其特征在于：该装置包括壳体，壳体为阶梯环状结构，壳体内侧外缘为凸起，壳体包括上壳体和下壳体，上、下壳体为上下对称设置，壳体的两个阶梯环形成凹槽，上、下壳体扣合而成的腔室内部设有承载体，承载体为内部空心的圆筒结构，上、下壳体与承载体接触处分别设有弹性垫，承载体外侧依次设有反光层、变色环，位于上、下壳体之间，变色环为内部空心的圆筒结构，偏振片设置在变色环的外侧；所述变色环选用环氧树脂或聚碳酸酯材料，变色环具有双折射效应；

所述弹性垫为内部空心的圆柱结构，弹性垫与承载体接触端通过密封环进行密封；

壳体通过其中间的孔与导向柱配合从而固定在导向柱上并能上下相对移动，壳体内侧上方的凸起与锚杆或螺栓接触，导向柱为圆筒状，套在锚杆或螺栓外侧的中部。

2.根据权利要求1所述的单向力监测装置，其特征在于：所述壳体采用钢材料，弹性垫采用弹性材料，承载体根据变形量选择弹性材料。

3.根据权利要求2所述的单向力监测装置，其特征在于：所述弹性垫选用的弹性材料为聚氨酯、橡胶或硅胶中的一种；承载体选用的弹性材料为尼龙、酚醛树脂的一种。

4.根据权利要求1所述的单向力监测装置，其特征在于：所述反光层为圆环形薄层板，变色环为内部空心的圆筒结构，圆筒的厚度不小于5mm。

5.一种采用权利要求1~4任一项所述的单向力监测装置的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

将监测装置安装于螺母和固定件之间，锚杆或螺栓的外侧，当用螺母拧紧后，锚杆或螺栓受拉力，整个装置受到压力，压力作用于上、下壳体上，再传导到弹性垫上，从而均匀地传递到承载体上，承载体受到上、下的压力，在此压力载荷下，产生沿径向膨胀，导致变色环产生周向拉应力，从而显示出不同的颜色。

6.根据权利要求5所述的单向力监测装置的监测方法，其特征在于：当有不同的螺栓或锚杆力导致不同的应力，变色环则显示不同的颜色，从而实现力的颜色指示；以螺栓或锚杆破断力为100%，破断力与颜色之间的对应关系如下：

破断力0%，无色；

破断力0~20%，从无色渐变成淡黄色；

破断力20~30%，从淡黄色渐变成深黄色；

破断力30~40%，从深黄色渐变成紫红色；

破断力40~50%，从紫红色渐变成蓝色；

破断力50~70%，从蓝色渐变成白色；

破断力70~80%，从白色渐变成金黄色；

破断力80~100%，从金黄色渐变成粉红色。