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穿心而过的力量:KYOWA BL-100TE空心称重传感器的工程应用解析

更新时间:2026-03-05点击次数:154

在土木工程、地下结构与重型机械领域,力的传递路径往往贯穿于锚杆、拉桩或支撑结构之中。传统的称重传感器需要通过特定结构将力引出测量,不仅安装复杂,更可能改变受力状态。KYOWA(共和电业)的BL-100TE空心称重传感器,以其独特的“垫圈式"穿心设计,为这类场景提供了理想的解决方案——让被测物直接从传感器中心穿过,在几乎不改变原有结构的前提下,精准捕捉每一个牛顿的力。

设计理念:让传感器成为结构的一部分

BL-100TE的设计哲学可概括为:“穿心而过,原位测量"。它采用环形空心结构,外形如同一个加厚的重型垫圈,可套置于地锚、拉桩、隧道拱架支撑等承载构件之上。当外力作用于构件时,传感器与构件共同承受载荷,通过内部的应变计感知弹性体的微小形变,从而精确测定施加于构件上的实际载荷 。

这种设计的核心优势在于:传感器成为受力路径的一部分,而非旁路干扰源,从而实现了真正意义上的原位测量

技术特性:为严苛现场而生

1. 高精度与稳定的非线性控制

作为BL-E系列的代表型号,BL-100TE在1MN(约100吨)的额定容量下,实现了±0.5%RO或以内的非线性误差 。这意味着在全量程范围内,实际输出与理想直线的偏差控制在千分之五以内。滞后误差同样控制在±1%RO或以内,保证了加载与卸载过程的测量一致性 。

2. 全天候的防水结构

土木工程与野外测量往往面临雨淋、潮湿甚至短时浸水的挑战。BL-100TE特别采用了防水结构设计,能够适应复杂的现场环境,确保测量数据的长期稳定可靠

3. 宽温度范围的稳定表现

  • 允许使用温度范围:-20~70℃,覆盖绝大多数户外作业环境 。

  • 温度补偿范围:-10~60℃,在此区间内通过内部补偿电路,将温度对零点及灵敏度的影响控制在±0.1%RO/℃以内

规格参数详解

为便于工程设计与选型,BL-100TE的核心技术参数整理如下:

参数类别具体指标说明
额定容量1 MN(约102吨)适用于大型土木结构的载荷测量
非线性±0.5% RO 以内输出与输入的直线度偏差控制在0.5%以内
滞后±1% RO 以内加载与卸载曲线的一致性良好
额定输出1 mV/V(2000×10⁻⁶应变量)以上标准应变片式传感器输出水平
外径/内径外径:约140mm / 内径:适配大型锚杆穿心式结构,被测物从中心穿过
安全过载120%允许短时超过额定容量20%而不损坏
重量约 6.6 kg坚固的金属结构,适应重型工况

电气特性

  • 推荐激励电压:1~10V AC或DC

  • 大激励电压:10V AC或DC

  • 输入/输出电阻:350Ω ±2%

  • 电缆:0.5mm²,4芯氯丁橡胶铠装线,长度1m,外径9.6mm(屏蔽线未与本体连接)

机械结构与安装要点

外形结构

BL-100TE采用环形弹性体设计,中心通孔可供拉杆、锚索等穿过。传感器上下端面平整,用于均匀传递载荷。为确保受力均匀,传感器需与上下压板或专用载荷板配合使用 。

载荷板选配

KYOWA提供BL型用载荷板作为选购件,规格范围为 D=100×100mm 至 400×400mm,厚度 t=20~50mm,也可根据用户需求定制圆形载荷板 。安装时需告知与传感器接触的设备部分的尺寸,以确保匹配。

典型应用场景

1. 地锚与PC拉桩载荷监测

在边坡加固、基坑支护等工程中,地锚和预应力混凝土(PC)拉桩的受力状态直接关系到结构安全。BL-100TE可直接套置于锚杆端部,实时监测锚固力的变化,为施工安全评估和长期健康监测提供关键数据

2. 隧道拱架支撑载荷测量

隧道开挖过程中,拱架承受的围岩压力是判断支护效果的重要参数。将BL-100TE安装于拱架与围岩之间或拱架底部,可精确测量支撑反力,指导支护参数优化 。

3. 重型机械支撑反力测试

在大型压力机、重型机床或特种装备的安装调试中,可用于测量设备底脚的实际承载分布,确保设备水平度和受力均衡 。

与BL系列其他型号的对比

型号额定容量非线性外径重量典型应用
BL-100TE1 MN±0.5% RO约140mm6.6 kg地锚、隧道拱架
BL-200TE2 MN±1.5% RO约210mm14.1 kg超大吨位锚索、重型支撑
BLD-A系列50kN~500kN±1% RO较小较轻中小容量载荷测量

结论

KYOWA BL-100TE 1MN空心称重传感器以其穿心式结构、高精度应变测量技术、全天候防水设计三大核心优势,为土木工程与重型机械领域的现场载荷测量提供了可靠的技术手段。它让工程师能够直接测量“力传递路径上的力",而非间接推算,从而大幅提升数据的真实性与可信度。

对于需要监测地锚拉力、隧道支撑反力或大型设备底脚载荷的工程场景,BL-100TE不仅是一个测量工具,更是保障结构安全、指导施工优化的“力学之眼"。



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