试简述胶基箔式应变片的粘贴工艺和步骤
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1 应变片的粘贴步骤
在电测技术中,电阻应变片的粘贴技术比较复杂,工作量大,应变片粘贴质量的优劣对测量的可靠性影响很大,是一个非常关键性的环节,必须予以注意。
另外,应变片不能重复使用,消耗量也比较大,因此应一次成功。
应变片的粘贴具体步骤如下。
1.1 选片
选择应变片的规格和形式时,应注意到构件的材料性质和构件的应力状态。
因应变片测出的是平均应变,在构件应力变化范围较大时,一般选用小标距应变片;而在混凝土表面,宜选用大标距的应变片。
确定应变片类型后,还要逐片进行外观检查,用肉眼或放大镜检查应变片丝栅是否平直,片内有无气泡、斑锈点等缺陷,不合格的片应剔除;然后用万用表逐片测定阻值。
1.2 测点表面的清洁处理
为使应变片与被测构件粘贴得牢固,对测点表面要进行清洁处理。
1)钢筋表面贴片的清洁步骤如下:
a.对带肋钢筋,将测点表面用砂轮进行粗打磨(圆钢跳过此步),打磨平面大小在满足应变片面积时,尽量要小,否则会影响钢筋有效承载面积,会使测试结果与实际出现较大偏差;
b.用锉刀进行手工细打磨;
c.用0号砂纸沿着45°角方向进行精度打磨,使测点表面平整;
d.棉签蘸丙酮擦洗表面,到棉签不黑为止;
e.用划针在贴片位置处划出应变片的坐标线。
打磨好的表面,若暂时不贴片,可涂以凡士林等防止氧化。
2)混凝土的清洁步骤:
a.测量对象为混凝土构件时,则须用喷浆方法把表面垫平(也可采用环氧树脂胶配合固化剂),然后进行打磨清洗等工作;
b.在贴片部位,还应先涂一层隔潮层,可采用环氧树脂胶配合固化剂,应变片就贴于隔潮底层上。
防潮层的厚度以一般约为0.05 mm~0.1 mm为宜,使应变片能和混凝土测点处的变形保持一致;
c.待垫平层固化后,进行其他操作,与钢筋贴片类似。
1.3 贴片
贴片一般采用502胶水,钢筋应水平放置。
在测点位置和应变片的底基面上,涂上薄薄一层胶水,一手捏住应变片引出线,把应变计轴线对准坐标线,上面盖一层聚乙烯塑料薄膜作为隔层,用手指在应变计的长度方向轻轻滚压,挤出片下气泡和多余的胶水,直到应变计与被测物紧密粘合为止。
手指保持不动约数10 s后再放开,注意按住时不要使应变片移动,再检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象,否则须重贴;502胶靠内聚力粘片,注意涂胶量要适中,不要太厚,过多则胶层粘结力反而降低,而且太厚影响应变片性能,过少则胶可能分布不均匀不能准确传递应变。
1.4 接线
应变片和应变仪之间用导线连接。
需根据环境与试验的要求选用导线。
通常静应变测定用双芯多股平行线。
在有强电磁干扰及动应变测量时,需用屏蔽线(如附近有信号传输塔)。
焊接导线前,先用万用电表检查导线有否断路,然后在每根导线的两端贴上同样的号码标签,避免测点多时造成差错。
1)在应变片引出线下,贴上胶带纸,以免应变计引出线与被测构件(如被测构件是导电体的话)接触造成短路。
2)把导线与应变片引线焊接在一起,固定在接线端子上,焊接时注意防止假焊。
焊完后用万用电表在导线另一端检查是否接通。
接线端子相当于接线柱,使用时先用胶水把它粘在应变片引出线前端,然后把应变片引出线及导线焊于接线端子上,其作用有两个方面:首先,保护应变片,避免因外力扯拉外接导线使应变片导线扯断;其次,使应变片的导线和外接导线接触良好,避免点接触。
在上述工作完成后,应对其粘贴质量进行检查和校正。
如通过放大镜观察应变片的粘贴位置和方位角是否准确,粘贴表面有无气泡,应变片粘贴是否牢固;用万用表测量应变片有无短路和断路现象。
1.5 防潮处理
防潮处理必须在检查应变片贴片质量合格后立即进行。
为避免胶层吸收空气中的水分而降低绝缘电阻值,应在应变片接好线并且绝缘电阻达到要求后,立即对应变片进行防潮处理。
当室温高于15℃和相对湿度低于60%时可采用自然干燥,时间一般为24 h~48 h。
室温低于15℃和相对湿度高于60%要采用人工干燥(红外线等照射或电吹热风),但人工干燥前要进行8 h的自然干燥,人工干燥的温度不得高于60℃。
防潮处理应根据试验的要求和环境采用不同的防潮材料。
常用的简易的防潮剂可用703,704硅胶和环氧树脂添加固化剂的混合剂等。
其中采用环氧树脂和固化剂的混合剂能达到一定强度,和构件达到共同变形。
但是在配合环氧树脂(V1)和固化剂(V2)时要注意二者的配合比(体积比),V1∶
V2越大,混合剂的固结时间越长,V1∶V2越小,混合剂的固结时间越短,且固结后易脆,影响试验效果。
因此在测试前应先试配,确定最佳配合比以免造成材料的浪费影响测试效果。
环氧树脂和固化剂的混合剂主要有以下两个作用:
1)因其具有良好的隔潮性能,可起到防潮的作用;
2)对于钢筋混凝土应变片,在浇捣混凝土时骨料很可能会碰到应变片,因其具有一定强度,可以保护钢筋上的应变片不被损坏。
2 结语
在工程结构测试中,应变片的粘贴是电测法中核心的一步,粘贴的质量直接关系到测试的精度,因此在应变片的粘贴过程中要注意的问题如下:
1)严格控制每一操作环节的质量,以减少人为因素对测试结果的影响。
2)做好测点表面的平整度、清洗、胶层厚度等控制,以免影响应变片与构件被测点的共同变形;钢筋表面贴片空间在满足应变片或布线所需空间基础上,避免过大,保证测试精度。
3)若用环氧树脂打底或作为防潮剂,把握好环氧树脂与固化剂的配合比(V1∶V2),若过大,混合剂固结时间较长;过小,混合剂固结快,且固结后易脆,易与粘结界面分离。