專利名稱：接觸擠壓應(yīng)力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及接觸應(yīng)力電測量儀器，是一種測量密封元件密封面接觸擠壓應(yīng)力的接觸擠壓應(yīng)力傳感器。
長期以來，測量接觸擠壓應(yīng)力大都是采用應(yīng)變筒電測、應(yīng)變環(huán)電測或者光彈性電測等方法。應(yīng)變筒電測法測量接觸擠壓應(yīng)力時，是將應(yīng)變片貼在應(yīng)變筒(模擬套管)外壁上，在測量時是靠密封件擠壓應(yīng)變筒內(nèi)側(cè)使之變形，再測出其變形量，這種方法與實(shí)際套管內(nèi)壁接觸擠壓應(yīng)力的大小及分布規(guī)律建立不起真正的函數(shù)關(guān)系。另外，由于為保證應(yīng)變片的靈敏度還要限制應(yīng)變筒的剛度，當(dāng)應(yīng)變筒的剛度小于實(shí)際工作套管的剛度時，所測出的數(shù)值就不能反映實(shí)際情況。應(yīng)變環(huán)電測法原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)與應(yīng)變筒方法類似，也不能真實(shí)模擬構(gòu)件的工作環(huán)境，而且環(huán)與環(huán)之間又存在有一定的摩擦力，影響了測量的精度。光彈性測定法是利用透明材料制成密封元件的平面模型和應(yīng)力“凍結(jié)”模型，再在光彈紋上加載，通過光照產(chǎn)生條紋來測定應(yīng)力。它要求光彈紋材料的彈性模量和實(shí)際構(gòu)件的彈性模量相近，所以模型制做困難，工作量大，而且成本很高。以上方法都屬于“間接”測量法。
本實(shí)用新型是為了克服上述方法的不足而提供的一種能“直接”準(zhǔn)確地測量密封元件與密封面的接觸擠壓應(yīng)力的大小及分布規(guī)律的接觸擠壓應(yīng)力傳感器，并且不改變實(shí)際工作套管剛度，真實(shí)模擬構(gòu)件工作環(huán)境，且使用方便可靠，加工制造容易。其尤其適用于測量橡膠類密封元件。
本實(shí)用新型是采用如下方式達(dá)到的接觸擠壓應(yīng)力傳感器主要由測力桿1、連接套2、泄壓孔3、基座4、墊圈5、螺母6、彈性元件7、緊固螺釘8、電阻應(yīng)變片9、電纜孔10和測試電纜11組成，在彈性元件7上安裝有與擠壓元件接觸的測力桿1和電阻應(yīng)變片9，在連接套2上開有泄壓孔3。
在連接套2與測力桿1之間留有較小的間隙。
本實(shí)用新型
如下圖1是接觸擠壓應(yīng)力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1A－A處的剖視圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、工作原理和具體實(shí)施過程。接觸擠壓應(yīng)力傳感器主要由測力桿1、連接套2、泄壓孔3、基座4、墊圈5、螺母6、彈性元件7、緊固螺釘8、電阻應(yīng)變片9、電纜孔10和測試電纜11組成。連接套2內(nèi)的測力桿1與連接套2內(nèi)孔之間留有很小的間隙(0.5mm)，保證被測密封元件19在有外力作用時元件不向間隙內(nèi)擠入。彈性元件7是35GrMnSi、鈹青銅等材料制作的，由螺母6和墊片5將其與測力桿1緊固在一起的，它們由緊固螺釘8固定在基座4上。電阻應(yīng)變片9粘貼在彈性元件7上，電阻應(yīng)變片9可用箔式電阻應(yīng)變片，如BJ200－4D(安徽產(chǎn))。連接套2上的泄壓孔3可以防止測力桿1與被測密封元件接觸面之間有高壓流體時擊壞接觸擠壓應(yīng)力傳感器。傳感器的剛度設(shè)計(jì)應(yīng)保證在測量時，測力桿1除端面受壓和摩擦力外無其它附加力，而該傳感器只反映壓力，不感受摩擦力。
圖1所示的就是一個測量橡膠密封圈的裝置。根據(jù)被測密封元件19即橡膠密封圈的尺寸大小，選擇適當(dāng)?shù)闹行墓?5，支承環(huán)20、模擬套管16。在模擬套管16的外側(cè)打孔，孔的大小要以能裝配接觸擠壓應(yīng)力傳感器的連接套2前端的絲扣部分為準(zhǔn)。接觸擠壓應(yīng)力傳感器測力桿1的端面要與模擬套管16內(nèi)側(cè)面重迭。測量時，接觸擠壓應(yīng)力傳感器通過測試電纜11與測試系統(tǒng)相連通。然后通過液壓系統(tǒng)向環(huán)形空間注入一定壓力F的工作介質(zhì)，用以模擬該密封元件19的工作環(huán)境，被測密封元件19受壓產(chǎn)生徑向擴(kuò)張，并處于密封狀態(tài)。測力桿1與被測密封元件的接觸面擠壓，力傳遞到彈性元件7上，使之產(chǎn)生剪切變形，電阻應(yīng)變片9將這一變形轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)測試電纜11輸入測試系統(tǒng)，經(jīng)過處理，就可以記錄并打印出所測密封元件的接觸擠壓應(yīng)力。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.可以在不改變實(shí)際工作套管剛度的情況下、準(zhǔn)確地測量出密封元件密封面的接觸擠壓應(yīng)力及其分布規(guī)律。
2.本實(shí)用新型的測量方法簡單、直接、準(zhǔn)確、而且測量時所需的配套裝置結(jié)構(gòu)簡單、制做容易、使用安全可靠。
3.本實(shí)用新型可以在各種工作環(huán)境(工作介質(zhì)及介質(zhì)壓力)下進(jìn)行測量，而且不影響測量精度。
4.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、使用方便、測量精度優(yōu)于0.5％F.S。
權(quán)利要求1.接觸擠壓應(yīng)力傳感器主要由測力桿1、連接套2、基座4、螺母6、彈性元件7、緊固螺釘8和測試電纜11組成，其特征在于彈性元件7上安裝有測力桿1和電阻應(yīng)變片9；在連接套2上開有泄壓孔3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸擠壓應(yīng)力傳感器，其特征在于連接套2與測力桿1之間留有間隙。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測量密封元件密封面接觸擠壓應(yīng)力的接觸擠壓應(yīng)力傳感器，它主要由測力桿1、連接套2、基座4、彈性元件7等組成，彈性元件7上安裝有測力桿1和電阻應(yīng)變片9，在連接套2上開有泄壓孔3、與測力桿1之間留有間隙，本實(shí)用新型可以在不改變實(shí)際工作套管剛度的情況下、準(zhǔn)確地測量出密封元件密封面的接觸擠壓應(yīng)力及其分布規(guī)律，測量方法簡單、直接、準(zhǔn)確，所需的配套裝置結(jié)構(gòu)簡單、制做容易、使用安全可靠。
文檔編號G01L1/18GK2108914SQ9123250
公開日1992年7月1日 申請日期1991年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月24日
發(fā)明者劉富 申請人:新疆石油管理局油田工藝研究所