为什么精心挑选的应变计,在应用中有时仍会提前“罢工”?其使用寿命受制于诸多因素,掌握关键维护措施,能显著提升测量稳定性和投资回报率。
一、 材料选择与匹配是基石
应变计的性能与其构成材料息息相关。选型不当是缩短寿命的常见诱因。
基底材料与环境适配
- 高温环境:优先考虑聚酰亚胺基底,其耐温性通常优于环氧树脂基底。
- 高湿/腐蚀环境:金属箔式封装或特殊涂层应变计提供更好防护(来源:ISA, 2022)。
- 柔性曲面:超薄基底或专用粘合剂能更好贴合,减少应力集中。
粘合剂:不可忽视的桥梁
- 匹配基底与试件:粘合剂的热膨胀系数需尽量接近基底和被测体材料。
- 固化条件严格遵循:压力、温度、时间任一参数偏差都可能导致粘接失效。
- 环境耐受性:选择耐油、耐溶剂或特定化学环境的专用粘合剂。
二、 精密安装工艺决定成败
粗糙的安装是应变计夭折的主要元凶。细节决定其“生存”质量。
表面处理:洁净是王道
- 彻底清洁:使用专用清洗剂去除油脂、氧化层及污染物,直至表面达亲水状态。
- 适度粗化:采用指定目数的砂纸进行轻柔、交叉打磨,增加粘接面积。
- 二次清洁:打磨后务必再次清洁,去除残留磨料粉尘。
精准定位与固化
- 定位辅助:使用定位模板或光学辅助工具确保粘贴位置精确。
- 均匀施压:使用专用压具或弹性垫片,确保固化期间压力均匀分布。
- 严控固化流程:严格遵守粘合剂供应商提供的温度、压力、时间参数。
三、 环境防护与应力管理
应变计长期暴露在恶劣工况或不当应力下,必然加速老化。
构建坚固“防护罩”
- 物理防护:在允许空间内加装防护挡板或柔性保护盖,避免机械损伤。
- 化学防护:涂抹专用防护胶(如硅胶、聚氨酯),隔离湿气、油污及腐蚀介质。
- 引线固定:使用应变消除端子或胶水固定引线根部,防止焊点疲劳断裂。
优化工作状态,减轻负担
- 避免超量程:确保被测应变在应变计标称量程的合理范围内(通常建议≤70%满量程)。
- 关注动态疲劳:高频循环载荷下,选择疲劳寿命等级高的应变计产品。
- 温度补偿:在温差大场景,采用温度自补偿应变计或惠斯通电桥补偿法减少热输出误差。
四、 电气连接与信号传输保障
劣质的电气连接引入噪声、增大漂移,甚至直接导致失效。
焊接工艺与导线选择
- 低温快速焊接:使用温度可控焊台,避免高温损伤敏感栅及基底。
- 优选镀锡铜线:导线柔韧性、导电性及抗氧化性需满足应用需求。
- 减小回路面积:采用双绞线或屏蔽线布局,有效抑制电磁干扰。
连接点可靠密封
- 焊点防护:焊接后清洁焊点,并涂抹绝缘密封胶防止氧化和短路。
- 端子防护:连接端子处同样需要涂抹防护胶或加装防护套。
五、 定期校准与状态监测
被动等待故障发生代价高昂。主动监测是延长有效寿命的智慧之选。
建立健康档案
- 初始性能记录:安装完成后记录零点输出、绝缘电阻等关键参数作为基准。
- 定期性能核查:根据使用强度和环境,制定计划测量零点漂移和绝缘电阻变化。
- 关注异常信号:如输出信号出现异常波动、漂移增大或噪声显著升高,及时排查。
校准是延长寿命的“体检”
- 周期性校准:依据使用精度要求和国家/行业标准,安排定期计量校准。
- 异常后校准:在经历超载、极端环境或维修后,应重新校准确认性能。
- 校准数据追溯:保存历史校准数据,分析性能变化趋势,预判潜在失效。