一、產(chǎn)品型號(hào)參數(shù)釋義
KFGS 是共和標(biāo)準(zhǔn)通用箔式應(yīng)變片產(chǎn)品系列，型號(hào) KFGS-10-120-D17-11 每一段編碼均對(duì)應(yīng)固定產(chǎn)品參數(shù)：
10 代表敏感柵有效長(zhǎng)度 10mm，長(zhǎng)柵結(jié)構(gòu)能夠采集寬厚鋼板、焊接焊縫區(qū)域的大面積平均應(yīng)變，弱化工件表面微小凹凸、焊接毛刺帶來的數(shù)據(jù)波動(dòng)；
120 為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)稱電阻 120Ω，是行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)阻值，各類靜態(tài)、動(dòng)態(tài)應(yīng)變采集設(shè)備均可直接匹配，橋路搭建適配性高；
D17 代表 0°/45°/90° 三軸一體式應(yīng)變花，基底內(nèi)部集成三組相互獨(dú)立的敏感柵，專門用于構(gòu)件主應(yīng)力方向未知的平面復(fù)合應(yīng)力測(cè)量；
11 為 SELCOM 鋼材專屬溫度自補(bǔ)償規(guī)格，適配線膨脹系數(shù) 11×10??/℃的 Q235、Q355 碳鋼與普通不銹鋼，在 10℃至 100℃溫度區(qū)間內(nèi)自動(dòng)抵消溫度帶來的虛假應(yīng)變，無需額外粘貼補(bǔ)償片。
產(chǎn)品基底為圓形一體式結(jié)構(gòu)，基底直徑 21 毫米，三組柵絲分別配備獨(dú)立分色引出導(dǎo)線，現(xiàn)場(chǎng)布線可快速區(qū)分 0°、45°、90° 三個(gè)測(cè)量通道，不易出現(xiàn)通道混淆問題。原廠單盒包裝內(nèi)含 10 枚三軸應(yīng)變花，生產(chǎn)工藝符合 RoHS 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，無有害重金屬析出。
二、核心材料與精密制造工藝
（一）高純銅鎳合金敏感柵
產(chǎn)品核心傳感載體采用共和真空密閉熔煉工藝制備的高純銅鎳合金箔，原料經(jīng)過多級(jí)冷軋與低溫真空退火處理，徹底消除金屬箔內(nèi)部軋制殘余應(yīng)力，保證每一批次合金電學(xué)性能高度統(tǒng)一。
合金材料應(yīng)變靈敏系數(shù)穩(wěn)定固定為 2.1，線性測(cè)量區(qū)間覆蓋 0 至 5% 極限應(yīng)變量，構(gòu)件拉伸、壓縮往復(fù)形變時(shí)，柵絲電阻變化量與真實(shí)應(yīng)變量保持高度線性對(duì)應(yīng)，形變循環(huán)產(chǎn)生的遲滯誤差控制在極低水平。
敏感柵采用微米級(jí)分段光刻蝕刻一體成型，三組三軸柵絲無分段焊接斷點(diǎn)，柵絲邊緣光滑無毛刺，柵絲整體厚度均勻。結(jié)構(gòu)內(nèi)部搭配橫向輔助補(bǔ)償柵，有效降低橫向應(yīng)變帶來的測(cè)量干擾，三組柵絲相互獨(dú)立絕緣，測(cè)量過程不會(huì)出現(xiàn)通道信號(hào)串?dāng)_，長(zhǎng)期承受交變疲勞載荷時(shí)，不易發(fā)生柵絲斷裂、電阻持續(xù)漂移等故障。
（二）14 微米超薄改性聚酰亞胺基底
基底位于被測(cè)金屬構(gòu)件與合金敏感柵中間，同時(shí)承擔(dān)形變傳遞、電氣絕緣、結(jié)構(gòu)支撐三項(xiàng)關(guān)鍵作用，基底整體厚度僅 14 微米，采用柔性改性聚酰亞胺樹脂高溫高壓真空熱壓一體成型。
成型過程中將蝕刻完成的合金箔與液態(tài)聚酰亞胺基底一次性固化結(jié)合，柵絲與基底完全貼合，不存在氣泡、分層夾層，工件產(chǎn)生的微米級(jí)微小形變可以近乎無損耗傳遞至內(nèi)部敏感柵，消除多層結(jié)構(gòu)相互滑移造成的應(yīng)變滯后、數(shù)據(jù)失真問題。
改性聚酰亞胺材料具備高絕緣阻抗、防潮耐濕、耐高低溫、耐輕度化學(xué)腐蝕等綜合特性，常規(guī)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、短期戶外檢測(cè)工況下，無需額外涂刷多層防水防護(hù)涂層，高濕度環(huán)境中基底絕緣電阻不會(huì)快速衰減，杜絕漏電引發(fā)的測(cè)量零點(diǎn)漂移。樹脂內(nèi)部添加柔性改性單體，可適配曲率半徑 10 毫米以上弧形鋼構(gòu)件，貼片固化后不會(huì)出現(xiàn)基底翹邊、邊緣撕裂問題。
三、D17 三軸應(yīng)變花專屬結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)
對(duì)比常規(guī)單軸、雙軸應(yīng)變片，D17 三軸 0°/45°/90° 一體式布局是本產(chǎn)品核心差異化優(yōu)勢(shì)，專門解決構(gòu)件主應(yīng)力方向無法預(yù)判場(chǎng)景下的完整應(yīng)力解析需求。
第一，單次貼片同步采集三組方向完整應(yīng)變數(shù)據(jù)。僅需在同一測(cè)點(diǎn)粘貼一枚應(yīng)變花，即可同步獲取 0°、45°、90° 三個(gè)夾角方向的應(yīng)變數(shù)值，結(jié)合平面應(yīng)力轉(zhuǎn)換計(jì)算公式，可直接精準(zhǔn)計(jì)算測(cè)點(diǎn)最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力、剪切應(yīng)力以及主應(yīng)力與構(gòu)件軸向的夾角，無需分多次貼片、分批次測(cè)量，大幅縮減測(cè)點(diǎn)布置、現(xiàn)場(chǎng)貼片的工作量，適用于焊縫、轉(zhuǎn)軸、壓力容器、聯(lián)軸器等同時(shí)承受拉伸、彎曲、剪切復(fù)合載荷的構(gòu)件檢測(cè)。
第二，10mm 長(zhǎng)柵適配寬厚鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量場(chǎng)景。10 毫米長(zhǎng)敏感柵覆蓋測(cè)量范圍更廣，針對(duì) H 型鋼、厚鋼板焊接焊縫、大型設(shè)備底座等工件，鋼板表面普遍存在軋制紋理、微小焊接缺陷，短?hào)艖?yīng)變片單點(diǎn)測(cè)量容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)劇烈波動(dòng)，10mm 長(zhǎng)柵可采集測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)大面積平均應(yīng)變，有效平滑局部微小缺陷帶來的數(shù)據(jù)離散問題，測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性顯著優(yōu)于短?hào)湃S應(yīng)變花。
第三，一體式圓形基底降低人為安裝誤差。三組獨(dú)立柵絲全部集成在單塊圓形基底內(nèi)部，測(cè)點(diǎn)僅需預(yù)留一處粘貼位置，對(duì)比分別粘貼三片獨(dú)立單軸應(yīng)變片的組合測(cè)量方案，大幅減小測(cè)點(diǎn)空間占用，同時(shí)避免多片貼片時(shí)定位角度偏差、局部粘接分層等人為安裝誤差，有效提升后期應(yīng)力計(jì)算的整體精準(zhǔn)度。
四、SELCOM 鋼材專用溫度自補(bǔ)償性能
型號(hào)后綴 11 搭載共和自研 SELCOM 雙向誤差抵消溫度自補(bǔ)償技術(shù)，專門匹配碳鋼、不銹鋼基材，從源頭抑制環(huán)境溫度、設(shè)備溫升波動(dòng)產(chǎn)生的虛假應(yīng)變測(cè)量誤差。
溫度變化帶來的虛假應(yīng)變由兩類誤差疊加形成，第一類是銅鎳合金柵絲自身電阻隨溫度升降發(fā)生漂移；第二類是敏感柵金屬箔與被測(cè)鋼材熱膨脹系數(shù)不匹配，溫度改變時(shí)兩者伸縮量存在差值，柵絲會(huì)被基材強(qiáng)制拉伸或擠壓，產(chǎn)生附加機(jī)械應(yīng)變，進(jìn)一步改變柵絲電阻數(shù)值。
共和在生產(chǎn)階段精準(zhǔn)調(diào)控銅鎳合金箔的電阻溫度系數(shù)，讓兩類溫度誤差的數(shù)值大小相等、變化方向完全相反，在 10℃至 100℃標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)相互抵消。
單位溫度變化產(chǎn)生的視在虛假應(yīng)變穩(wěn)定控制在 ±1.8μm/m/℃以內(nèi)，室內(nèi)靜力加載試驗(yàn)、工業(yè)設(shè)備全天候長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)過程中，晝夜溫差、設(shè)備持續(xù)溫升不會(huì)造成測(cè)量零點(diǎn)大幅漂移，無需頻繁停機(jī)重新校準(zhǔn)電橋平衡。同時(shí)該套自補(bǔ)償技術(shù)具備基材專一適配特性，僅適配 11×10??/℃碳鋼、不銹鋼，若混用鋁、銅等熱膨脹系數(shù)差異較大的基材，會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償失效、溫漂數(shù)值急劇擴(kuò)大的問題。
五、全溫域適配與配套耗材兼容能力
本應(yīng)變花的聚酰亞胺基底、銅鎳合金敏感柵可完全兼容共和全系列專用粘接膠，不同粘接膠對(duì)應(yīng)完整寬溫使用區(qū)間，覆蓋液氮超低溫環(huán)境至 150℃中高溫工況：
CC-33A 快干氰基丙烯酸酯膠，適用溫度區(qū)間 - 196℃至 120℃，適配實(shí)驗(yàn)室快速貼片作業(yè)、液氮低溫沖擊力學(xué)試驗(yàn)；
EP-340 中溫環(huán)氧粘接膠，適用溫度區(qū)間 - 55℃至 150℃，適合工業(yè)高溫運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、長(zhǎng)期不間斷在線應(yīng)力監(jiān)測(cè)；
PC-600 耐高溫環(huán)氧膠，適用溫度區(qū)間 - 196℃至 150℃，適配高低溫交變疲勞加載測(cè)試。
產(chǎn)品出廠標(biāo)配聚酯絕緣引出銅線，導(dǎo)線耐溫區(qū)間與基底、柵絲完全同步覆蓋 - 196℃至 150℃，導(dǎo)線絕緣層與聚酰亞胺基底熱膨脹特性相互匹配，高低溫環(huán)境下導(dǎo)線絕緣層不會(huì)收縮、開裂，有效規(guī)避線路短路、漏電故障。同時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況需求，更換乙烯平行軟線、中高溫專用耐溫導(dǎo)線，適配室內(nèi)恒溫實(shí)驗(yàn)室、露天戶外設(shè)備、高低溫試驗(yàn)箱等全部測(cè)量場(chǎng)景。
六、適用工況與典型應(yīng)用場(chǎng)景
結(jié)合 10mm 長(zhǎng)柵、D17 三軸一體式應(yīng)變花、11# 碳鋼專用溫度自補(bǔ)償三大核心特性，本產(chǎn)品主要用于碳鋼、不銹鋼寬厚金屬構(gòu)件未知主應(yīng)力方向的平面復(fù)合應(yīng)力檢測(cè)，典型應(yīng)用場(chǎng)景分為五大類：
第一，工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件靜載強(qiáng)度校核試驗(yàn)。挖掘機(jī)動(dòng)臂、裝載機(jī)焊接車架、起重機(jī)吊臂等厚鋼板焊接區(qū)域，開展靜態(tài)分級(jí)加載強(qiáng)度試驗(yàn)，解析焊縫位置剪切應(yīng)力、最大主應(yīng)力數(shù)值，為設(shè)備輕量化板材厚度優(yōu)化、焊縫結(jié)構(gòu)改良提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支撐。
第二，壓力容器、工業(yè)壓力管道長(zhǎng)期應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)。碳鋼儲(chǔ)液儲(chǔ)罐、廠區(qū)工業(yè)輸氣壓力管道筒體、環(huán)向焊接焊縫位置，全天候長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)介質(zhì)內(nèi)部壓力、外部車輛碾壓、土壤擠壓多重復(fù)合載荷產(chǎn)生的平面應(yīng)力，評(píng)估焊縫長(zhǎng)期疲勞損傷程度，預(yù)判焊縫開裂、介質(zhì)泄漏失效風(fēng)險(xiǎn)。
第三，大型鋼結(jié)構(gòu)廠房竣工驗(yàn)收靜力堆載試驗(yàn)。新建廠房 H 型鋼主梁、梁柱 T 型焊接連接節(jié)點(diǎn)、承重鋼柱，竣工驗(yàn)收階段開展靜力堆載試驗(yàn)，檢測(cè)梁柱焊接節(jié)點(diǎn)復(fù)合應(yīng)力數(shù)值，驗(yàn)證鋼結(jié)構(gòu)整體承載能力是否滿足國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范，排查焊接節(jié)點(diǎn)應(yīng)力余量不足的安全隱患。
第四，重型機(jī)床、大型設(shè)備底座應(yīng)力檢測(cè)。大型數(shù)控機(jī)床、沖壓設(shè)備碳鋼底座、支撐筋板，設(shè)備空載、額定加工載荷下開展應(yīng)力檢測(cè)，解析底座平面復(fù)合應(yīng)力分布，優(yōu)化底座加強(qiáng)筋布局，降低設(shè)備運(yùn)行振動(dòng)帶來的疲勞應(yīng)力。
第五，鋼結(jié)構(gòu)橋梁、大型焊接箱體殘余應(yīng)力檢測(cè)。碳鋼焊接箱體、小型鋼結(jié)構(gòu)橋梁主梁焊縫位置，采用靜力加載或殘余應(yīng)力釋放法測(cè)量三軸應(yīng)變，計(jì)算構(gòu)件焊接殘余應(yīng)力，評(píng)估焊接工藝是否合格，優(yōu)化焊接預(yù)熱、冷卻工藝參數(shù)。
