[发明专利]一种隔震橡胶支座实时测试系统及其制备方法

权利要求书

1.一种隔震橡胶支座竖向载荷和水平位移的实时测试系统，隔震橡胶支座包括上连接板、橡胶片、钢板和下连接板；其中，多片橡胶片和多片钢板相互叠合放置构成叠层结构，中心开一通孔，叠层结构固定在上连接板和下连接板之间，其特征在于，所述实时测试系统包括：n个充油芯体压力传感器、防剪切通路、信号传输导线、信号处理电路、计算机终端和云端；其中，充油芯体压力传感器包括腔体、压力敏感元件、膜片、绝缘液体、密封圈、压环、第一缓冲层和第二缓冲层，压力敏感元件放置在腔体内，腔体内充满绝缘液体，在腔体的外侧壁设置密封圈，腔体的底壁设置伸出腔体的引脚，腔体的顶端覆盖膜片，在膜片上固定设置压环，在压环内填充第一缓冲层，第一缓冲层采用固化前具有良好的流动性，固化后具有弹性的材料，第一缓冲层的厚度不超过压环的高度，在第一缓冲层上覆盖第二缓冲层，第二缓冲层采用固化前具有良好的流动性，固化后具有弹性材料，并且第二缓冲层的硬度大于第一缓冲层的硬度，压力敏感元件的电极与腔体的引脚连接；在位于隔震橡胶支座的待测量的橡胶片下表面的钢板或下连接板中开设有n个传感器安放孔；每一个充油芯体压力传感器嵌入相应的一个传感器安放孔中，充油芯体压力传感器的上表面紧贴被测量的橡胶片下表面；在设置充油芯体压力传感器的钢板或下连接板中开设有防剪切通路；信号传输导线的一端连接充油芯体压力传感器的引脚，通过防剪切通路另一端连接至信号处理电路；信号处理电路连接至计算机终端；计算机终端通过网络连接云端；对隔震橡胶支座的竖向载荷、水平位移的大小和方向与充油芯体压力传感器的竖向压应力值进行数据标定，得到一组标定关系方程；充油芯体压力传感器测量得到被测量的橡胶片在相应位置的竖向压应力值，经信号传输导线传输至信号处理电路进行信号处理后传输至计算机终端，根据已标定好的竖向载荷、水平位移大小和方向与橡胶片内多点竖向压应力值的标定关系方程得到隔震橡胶支座的竖向载荷、水平位移的大小和方向；计算机终端将结果传输至云端，从而多个隔震橡胶支座的信息联网分析，进行数据共享，其中，n为≥3的自然数。

2.如权利要求1所述的实时测试系统，其特征在于，所述第一缓冲层的材料采用硅凝胶。

3.如权利要求1所述的实时测试系统，其特征在于，所述第二缓冲层采用硅橡胶。

4.如权利要求1所述的实时测试系统，其特征在于，所述绝缘液体采用硅油。

5.如权利要求1所述的实时测试系统，其特征在于，所述信号处理电路与计算机终端的连接方式采用传输线的有线传输方式或采用网络的无线传输方式。

6.一种如权利要求1所述的隔震橡胶支座竖向载荷和水平位移的实时测试系统的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1)制备充油芯体压力传感器：

a)压力敏感元件放置在腔体内，腔体内充满绝缘液体；

b)在腔体的底壁设置伸出腔体的引脚；

c)在腔体的外侧壁紧固密封圈；

d)在腔体的顶端覆盖膜片；

e)在膜片上固定设置压环；

f)在压环内填充具有流动性的第一缓冲层的材料，然后去除气泡，待固化后形成具有弹性第一缓冲层，第一缓冲层的厚度不超过压环的高度；

g)在第一缓冲层上涂覆具有流动性的第二缓冲层的材料，待固化后形成具有弹性和硬度的第二缓冲层；

h)将压力敏感元件的电极与腔体的引脚连接；

2)在位于隔震橡胶支座的待测量的橡胶片下表面的钢板或下连接板中开设n个传感器安放孔，其中，n为≥3的自然数；

3)在开设了传感器安放孔的钢板或下连接板中开设防剪切通路，防剪切通路的一端连接至传感器安放孔，另一端连接至隔震橡胶支座的边缘；

4)将每个充油芯体压力传感器嵌入相应的一个传感器安放孔中；

5)将待测量的橡胶片覆盖在充油芯体压力传感器的上表面；

6)将多片橡胶片和多片钢板相互叠合放置构成叠层结构，并在中心开一通孔，叠层结构固定在上连接板和下连接板之间；

7)将信号传输导线的一端连接充油芯体压力传感器的引脚，通过防剪切通路另一端连接至信号处理电路；

8)信号处理电路连接至计算机终端；

9)计算机终端通过网络连接云端；

10)对隔震橡胶支座的竖向载荷、水平位移的大小和方向与充油芯体压力传感器的竖向压应力值进行数据标定，得到一组标定关系方程；

11)充油芯体压力传感器测量得到被测量的橡胶片在相应位置的竖向压应力值，经信号传输导线传输至信号处理电路进行信号处理后传输至计算机终端；

12)根据已标定好的竖向载荷、水平位移大小和方向与橡胶片内多点竖向压应力值的标定关系方程得到隔震橡胶支座的竖向载荷、水平位移的大小和方向。