土体变形监测传感器的研究
2021-03-12
工程技术研究 2021年4期
关键词:模型
中国电力建设股份有限公司,北京 100000
近年来我国道路、铁路及各类管道等基础工程建设量大幅增加,此类施工中边坡、基坑等结构大量出现。基坑和边坡问题不仅是各种工程建设的基础问题,也是影响施工地点周围一定区域内已有建筑物、构筑物稳定性的重要因素,因此研究基坑和边坡问题对土体监测尤为重要。
文章研究提出了一种新的基于Flex传感技术的无线位移监测系统,利用Flex传感器的优良性质,设计一种独特的封装结构,将Flex植入该孔结构中。所设计的传感器结构能保证Flex可以契合于测斜或测沉降。该系统能对边坡位移、基坑倾斜进行无线实时监测,并且具有良好的精确度和准确性。
1 Flex传感器原理
传感器结构如图1所示,可以分为传感元件、封装元件,以及数据传输元件。

图1 Flex弯曲传感器示意图
Flex弯曲传感器是一种主要由导电元件和底物组成的条形电阻式传感器,可以应用于Flex弯曲传感器上的导电元件包括基于碳元素构成的油墨、颗粒、纳米管等,以及一些特殊金属,比如铜、银等,此外也可以以导电橡胶作为导电元件。Flex传感器受到弯曲作用时,其电阻会产生变化。存在如下关系:

式中:GF为应变影响因素,其数值取决于传感器制作材料及工艺;ΔR为电阻变化值;R为初始状态的电阻值;ε为机械应变。
该测斜传感器设计采用定制的Flex自制,其中传感元件是采用Spectra Symbol公司生产的Flex Sensor 4.5″单向弯曲传感器,此传感器规格为总长112.24mm、总宽6.35mm,厚度不大于0.43mm,有效测量长度为95.25mm;……
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