為什么精心挑選的應變計,在應用中有時仍會提前“罷工”?其使用壽命受制于諸多因素,掌握關鍵維護措施,能顯著提升測量穩定性和投資回報率。
一、 材料選擇與匹配是基石
應變計的性能與其構成材料息息相關。選型不當是縮短壽命的常見誘因。
基底材料與環境適配
- 高溫環境:優先考慮聚酰亞胺基底,其耐溫性通常優于環氧樹脂基底。
- 高濕/腐蝕環境:金屬箔式封裝或特殊涂層應變計提供更好防護(來源:ISA, 2022)。
- 柔性曲面:超薄基底或專用粘合劑能更好貼合,減少應力集中。
粘合劑:不可忽視的橋梁
- 匹配基底與試件:粘合劑的熱膨脹系數需盡量接近基底和被測體材料。
- 固化條件嚴格遵循:壓力、溫度、時間任一參數偏差都可能導致粘接失效。
- 環境耐受性:選擇耐油、耐溶劑或特定化學環境的專用粘合劑。
二、 精密安裝工藝決定成敗
粗糙的安裝是應變計夭折的主要元兇。細節決定其“生存”質量。
表面處理:潔凈是王道
- 徹底清潔:使用專用清洗劑去除油脂、氧化層及污染物,直至表面達親水狀態。
- 適度粗化:采用指定目數的砂紙進行輕柔、交叉打磨,增加粘接面積。
- 二次清潔:打磨后務必再次清潔,去除殘留磨料粉塵。
精準定位與固化
- 定位輔助:使用定位模板或光學輔助工具確保粘貼位置精確。
- 均勻施壓:使用專用壓具或彈性墊片,確保固化期間壓力均勻分布。
- 嚴控固化流程:嚴格遵守粘合劑供應商提供的溫度、壓力、時間參數。
三、 環境防護與應力管理
應變計長期暴露在惡劣工況或不當應力下,必然加速老化。
構建堅固“防護罩”
- 物理防護:在允許空間內加裝防護擋板或柔性保護蓋,避免機械損傷。
- 化學防護:涂抹專用防護膠(如硅膠、聚氨酯),隔離濕氣、油污及腐蝕介質。
- 引線固定:使用應變消除端子或膠水固定引線根部,防止焊點疲勞斷裂。
優化工作狀態,減輕負擔
- 避免超量程:確保被測應變在應變計標稱量程的合理范圍內(通常建議≤70%滿量程)。
- 關注動態疲勞:高頻循環載荷下,選擇疲勞壽命等級高的應變計產品。
- 溫度補償:在溫差大場景,采用溫度自補償應變計或惠斯通電橋補償法減少熱輸出誤差。
四、 電氣連接與信號傳輸保障
劣質的電氣連接引入噪聲、增大漂移,甚至直接導致失效。
焊接工藝與導線選擇
- 低溫快速焊接:使用溫度可控焊臺,避免高溫損傷敏感柵及基底。
- 優選鍍錫銅線:導線柔韌性、導電性及抗氧化性需滿足應用需求。
- 減小回路面積:采用雙絞線或屏蔽線布局,有效抑制電磁干擾。
連接點可靠密封
- 焊點防護:焊接后清潔焊點,并涂抹絕緣密封膠防止氧化和短路。
- 端子防護:連接端子處同樣需要涂抹防護膠或加裝防護套。
五、 定期校準與狀態監測
被動等待故障發生代價高昂。主動監測是延長有效壽命的智慧之選。
建立健康檔案
- 初始性能記錄:安裝完成后記錄零點輸出、絕緣電阻等關鍵參數作為基準。
- 定期性能核查:根據使用強度和環境,制定計劃測量零點漂移和絕緣電阻變化。
- 關注異常信號:如輸出信號出現異常波動、漂移增大或噪聲顯著升高,及時排查。
校準是延長壽命的“體檢”
- 周期性校準:依據使用精度要求和國家/行業標準,安排定期計量校準。
- 異常后校準:在經歷超載、極端環境或維修后,應重新校準確認性能。
- 校準數據追溯:保存歷史校準數據,分析性能變化趨勢,預判潛在失效。