引言
预应力锚索的锚固力监测，一方面可以直观地帮助我们了解锚索的工作状态，控制锚索施工过程中的张力，掌握锚固力的变化，检测锚索是否符合设计要求。另一方面，它也可以帮助我们测试设计参数，并指导设计和施工，以更好地了解施工过程，从而根据施工过程中出现的异常情况，及时采取工程措施，控制施工过程和施工质量。应力条件下的锚索检测技术，可以从根本上保证锚固工程勘察、设计、施工以及运营管理的准确性、可靠性、安全性和经济合理性。
1锚索拉力测量用振弦力传感器存在的问题
固定在空心压力筒上的振弦式传感器是传统的用于锚索拉力测量的振弦力传感器的结构形式。压力缸承受的载荷可以通过测量压力缸应变引起的管柱变化来推导。从工程应用的角度来看，主要存在以下问题：（1）精度问题。一般精度小于1%FS；（2） 稳定性。漂移量大于1%FS的怠速条件下稳定性较差。此外，在荷载作用下，漂移量较大甚至无法测量的情况下，稳定性较差；（3）范围。为了保持压力缸的合理长径比，范围的扩大会增加压力缸的体积和重量。重量超过500吨的锚固力传感器外观过于笨重，给现场安装带来很大困难。（4） 部分负载。当锚测力计承受偏心载荷时，由于圆柱体承载过载剪切，将出现误差。应用更多的字符串技术是解决这一问题的唯一途径。换句话说，三到六个传感器安装在压力缸周围。
2锚索拉力测量用力传感器制造技术
2.1对结构形式的思考
用于测量锚索拉力的力传感器由压力缸和高压液压传感器组成。在影响锚索拉力测量用振弦力传感器部分荷载的所有因素中，安装问题、张力问题和材料质量问题属于主观因素，可以通过提高工人素质和施工质量来降低或消除。而传感器本身的结构问题属于客观因素，可以通过改变传感器的电流结构来减少。
用于电缆张力的千斤顶在压力测试中进行校准。千斤顶的总输出力是根据压力表的值计算的，因为千斤顶通过施加油压来传递力，在相同的压力下，力的差异不会导致输出力值的变化。换句话说，与用于测量锚索拉力的力传感器相比，千斤顶的输出力更稳定，更接近锚索的真实预应力。因此，用于测量锚索拉力的振弦力传感器的输出值与锚索实际力之间的差异归因于用于测量锚索张力的振弦力传感器。
受千斤顶原理的启发，即使在部分载荷的影响下，当总压力不变时，输出力值也会保持稳定，因为根据帕斯卡定律，液体传递的压力在每个方向上都是相同的。在此基础上，将用于锚索拉力测量的振弦力传感器的压力缸内壁设计成液压传递力。然后，在不受部分负载影响的情况下，通过液压将力传递到传感器。
2.2活塞输送压力和力的转换技术
当测量载荷达到1000kN以上时，如果采用传统的直接测量方法，会出现一些缺陷，如材料应力大、长期承载引起的蠕变、零点漂移和灵敏度、传感器本身质量和体积大、热处理不足、刚度不当以及难以保证优异性能。中间有孔的液压转换压力缸是在间接测量思想的基础上发明的，如图5所示。传力方式：大活塞--液体--小活塞。也就是说，应力通过力转换压力缸减少几倍，然后传递到振弦液压传感器。
由于传统设计方法制造的传感器体积大、重量重、热处理不足，难以生产出高精度、大范围的锚索拉力测量振弦力传感器。液压转换结构的应用将有助于解决范围限制问题，即首先将活塞的力转换为液压；然后对液压进行多次转换和减压，最后通过压力传感器进行测量。活塞的作用如下：
（1） 防止液体进入隔膜，以消除液体对隔膜水平膨胀力的中断。
（2） 膜片F=PS（S为活塞面积）的力对其中心有影响。S可以控制F，然后小直径的活塞成功地实现了小范围到高压（压力在60MPa以上）传感器的测量。具有小直径的活塞具有与具有小范围的传感器相同的特性，并且具有良好的长期稳定性，特别是在恒定高压和频繁增压的情况下。
（3） 通过采用相同的小范围传感器并适当调整活塞直径，可以测量不同的力值。
2.3压力缸制造的关键技术
液压油缸的设计和制造技术对其传力性能有很大影响。由活塞和气缸组成的测力液压转换缸，最简单的制造技术是钢板焊接技术。这种钢板焊接技术的优点是简单、可行、可靠，不考虑成品的密封问题。但是，由于这种钢板焊接技术生产的锚索拉力传感器的综合性能较差，如精度低、重复性差、稳定性差等，不应采用这种技术。考虑到产品的性能和密封问题，应采用钢坯车削技术。在设计和制造过程中，必须注意以下问题。
（1） 为了保证密封效率，一方面应采用两个密封圈。另一方面，需要在气缸内壁上预留深度略低于密封圈直径的凹槽来放置密封圈。
（2） 应适当增加活塞的高度，以提高压力缸的长度比，提高缸和活塞的硬度和精度，减少局部载荷误差。
（3） 优质介质应具有粘性、润滑性和密封性。此外，它的平均温度应该在-40℃到80℃之间。
2.4测试仪器
便携式智能测试仪器可用于测量振线传感器的频率，也可直接向人显示力值（该传感器的常数A、B应提前存入测试仪器中）。当使用测试仪器时，首先应测量频率f；接下来，通过公式（4）计算力F，然后显示并刷新0.5秒左右。此外，存储的测量数据可以输入到计算机中，并由测试仪器的连接器进行处理。因此，测试仪器存储的常数和收集的测量数据可以保存很长时间。
3结论
该传感器已通过测试以及室内测试应用、施工现场临时监测和项目长期监测等大量工程实践证明，具有较高的性能。其长期稳定性、可靠性、温度稳定性、工程环境适应性等技术指标均达到国外同类产品的先进水平。此外，其低廉的价格有利于工程应用，对预应力锚索应力状态的实时监测具有重要意义。
