基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種測量軟±地基真空壓力的裝置，具體設(shè)及真空預(yù)壓和真空堆 載聯(lián)合預(yù)壓處理軟±地基時(shí)的觀測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工程中應(yīng)用真空預(yù)壓和真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)處理軟±地基時(shí)，現(xiàn)場真空度的 測量是工程檢測的重要內(nèi)容，可為工程的檢測分析和施工技術(shù)研究提供資料。目前工程中 普遍采用彈黃管式真空表測量真空度，測量裝置一般由真空度測頭、真空表和軟管組成。在 施工前，需從所要測真空壓力的±層處埋設(shè)真空管并一直延伸至地面與真空表相連，將± 層里的壓力通過真空管傳至地表，再用真空表測量并監(jiān)測上層中真空壓力的大小及傳遞規(guī) 律。然而，由于工程現(xiàn)場條件復(fù)雜，尤其是埋設(shè)在±體中容易受到橫向±壓力的影響，甚至 由于±體變形使真空管受到擠壓破壞，所W該種測量效果并不理想，結(jié)果容易出現(xiàn)偏差，且 真空管埋設(shè)在±中，出現(xiàn)各種意外情況不方便進(jìn)行處理，影響施工監(jiān)測；另外真空表的指針 讀數(shù)人為誤差大，會(huì)影響到對監(jiān)測結(jié)果的正確評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的；為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種基于壓力傳感 器原理測量軟±地基真空壓力的裝置，W避免測量中的干擾，提高測量精度。
[0004] 技術(shù)方案；為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的基于壓力傳感器原理測量軟 ±地基真空壓力的裝置，。包括真空室本體，其特征在于；所述真空室包括固定底座和外殼， 所述外殼上穿設(shè)有水平的傳遞管，固定底座上固定連接有豎直的應(yīng)變梁，所述應(yīng)變梁上安 裝有應(yīng)變片，所述傳遞管穿入真空室中的部分套設(shè)有橡膠帽，所述橡膠帽具有盲端與開口 端，所述盲端的內(nèi)側(cè)將所述傳遞管的管口封閉，所述盲端的外側(cè)與應(yīng)變梁的自由端相接觸， 所述橡膠帽的開口端與外殼固定連接。
[0005] 優(yōu)選地，所述真空室本體的外表面具有防水涂層，使用時(shí)起到防腐蝕防水的作用。
[0006] 優(yōu)選地，所述應(yīng)變片為電阻應(yīng)變片，所述電阻應(yīng)變計(jì)通過導(dǎo)線接入差動(dòng)全橋電路， 差動(dòng)全橋電路使用直流電流，可W消除非線性誤差，而且可W提高電橋電壓的靈敏度，同時(shí) 還具有溫度補(bǔ)償作用。與外部檢測裝置相連，外部檢測裝置包括后續(xù)儀表放大器進(jìn)行放大， 再由處理電路（A/D轉(zhuǎn)換和CPU)處理和顯示，可W測量出電信號(hào)的變化。
[0007] 優(yōu)選地，所述底座、外殼和傳遞管為剛體，使用時(shí)可W不計(jì)壓力作用下的變形，防 止在內(nèi)外壓力差作用下變形甚至破壞。
[000引優(yōu)選地，所述應(yīng)變梁為彈黃鋼應(yīng)變梁，作為彈性敏感元件。
[0009] 優(yōu)選地，所述應(yīng)變梁的截面為矩形，所述傳遞管位于矩形界面的長邊一側(cè)。在壓力 作用方向上為矩形長邊，剛度較小能產(chǎn)生明顯的變形，在另一主軸方向?yàn)榫匦味踢叄瑒偠却?不計(jì)變形。
[0010] 優(yōu)選地，所述傳遞管的內(nèi)徑為1cm，管徑較大保證壓力的傳遞，提高測量精度。
[0011] 優(yōu)選地，所述應(yīng)變片的數(shù)量是四個(gè)，兩兩并排分別貼于在應(yīng)變梁中部的受拉區(qū)和 受壓區(qū)。
[0012] 優(yōu)選地，橡膠帽選用延展性好的橡膠，使其封閉端能與應(yīng)變梁全面接觸，且壓力能 更加均勻的傳遞到應(yīng)變梁。
[0013] 有益效果；本實(shí)用新型利用裝置內(nèi)外壓力差產(chǎn)生的壓力作用于應(yīng)變梁上，貼于梁 上的應(yīng)變片檢測到變形后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過處理測得真空壓力，具備W下顯著的優(yōu)勢：
[0014] 1.將壓力變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸檢測，避免了傳統(tǒng)方法使用真空管傳遞真空 壓力時(shí)易受±壓力及±體變形的影響，測量結(jié)果更加精確，且測得的真空壓力的讀數(shù)為數(shù) 字讀數(shù)，避免了指針讀數(shù)的誤差；
[0015] 2.應(yīng)變片靈敏度高，能檢測到更小的壓力變化，提高了測量精度，且應(yīng)變片接入差 動(dòng)全橋電路能抵消溫度的影響，因此裝置能更好的適用于不同施工條件；
[0016] 3.多個(gè)該裝置能與同一檢測裝置相連，同時(shí)測得不同±層深處的真空壓力，提高 了測量效率且節(jié)省了設(shè)備成本。
[0017] 除了上面所述的本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征W及由該 些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點(diǎn)外，本實(shí)用新型的基于壓力傳感器原理測量軟±地基 真空壓力的裝置所能解決的其他技術(shù)問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征W及該些技術(shù) 特征帶來的優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖做出進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)變片的安裝位置示意圖；
[0020] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中應(yīng)變片的電路圖；
[0021] 圖中；1固定底座，2應(yīng)變梁，3應(yīng)變片，4傳遞管，5橡膠帽，6導(dǎo)線，7外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例；
[0023] 本實(shí)施例的基于壓力傳感器原理測量軟±地基真空壓力的裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所 示，包括設(shè)置在裝置底部的固定底座1，作為裝置外部結(jié)構(gòu)的外殼7,一端固定在所述底座1 一端自由的應(yīng)變梁2,貼于所述應(yīng)變梁2兩側(cè)的應(yīng)變片3,導(dǎo)線6連接所述應(yīng)變片3和外部 檢測裝置，設(shè)置在裝置上部一側(cè)的傳遞管4,套在所述傳遞管4外側(cè)且一側(cè)封閉的橡膠帽5， 所述橡膠帽5封閉端與梁的自由端相接觸。
[0024] 在使用之前應(yīng)先對裝置進(jìn)行氣密性檢查，再檢查應(yīng)變片與應(yīng)變梁的接觸情況和電 路連接的正確性，保證本實(shí)用新型的正常使用。檢查完成后，將裝置分別預(yù)先埋設(shè)在所要測 量真空壓力的±層深處。
[0025] 初始條件下裝置內(nèi)部為真空，即絕對壓力為零，傳遞管開口端與外界相連，氣壓為 大氣壓，外界大氣壓與裝置內(nèi)部存在氣壓差，該氣壓差形成的壓力經(jīng)傳遞管由橡膠帽端部 直接作用在應(yīng)變梁上，所W初始條件下應(yīng)變梁存在變形。在真空預(yù)壓或真空堆載聯(lián)合預(yù)壓 施工前，將裝置分別預(yù)先埋設(shè)在所要測量真空壓力的±層深處，并可將多個(gè)測量裝置同時(shí) 與同一檢測裝置相連方便壓力測量。當(dāng)±體抽真空后，壓力變小，使得裝置內(nèi)外的氣壓差變 小，同時(shí)由橡膠帽端部作用在應(yīng)變梁上的壓力也變小，應(yīng)變梁在較小的壓力作用下恢復(fù)一 部分的變形，貼于梁兩側(cè)的應(yīng)變片檢測到梁變形的變化，產(chǎn)生一個(gè)變化的電信號(hào)，經(jīng)過后續(xù) 儀表對信號(hào)的放大及數(shù)模轉(zhuǎn)換等處理后將電信號(hào)輸出，再將變化值轉(zhuǎn)換成測量±層深度處 的真空壓力值并在顯示器上顯示。由于可將多個(gè)測量裝置連接到同一檢測裝置，觀測人員 可在顯示器上同時(shí)記錄多處±體的真空壓力。
[0026] 應(yīng)變梁上應(yīng)變片的布置具體見圖2。應(yīng)變梁兩側(cè)布置四個(gè)阻值相等的應(yīng)變片，R1， R4應(yīng)變方向相同均為受拉，R2,R3應(yīng)變方向相同均為受壓，應(yīng)變相同的應(yīng)變片分別接入相 對橋臂構(gòu)成差動(dòng)全橋電路并與外部的檢測裝置相連，具體全橋電路的連接見圖3，其輸出 電壓為：
[0027]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，包括真空室本體，其特征 在于：所述真空室包括固定底座和外殼，所述外殼上穿設(shè)有水平的傳遞管，固定底座上固定 連接有豎直的應(yīng)變梁，所述應(yīng)變梁上安裝有應(yīng)變片，所述傳遞管穿入真空室中的部分套設(shè) 有橡膠帽，所述橡膠帽具有盲端與開口端，所述盲端的內(nèi)側(cè)將所述傳遞管的管口封閉，所述 盲端的外側(cè)與應(yīng)變梁的自由端相接觸，所述橡膠帽的開口端與外殼固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，其特征 在于：所述真空室本體的外表面具有防水涂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，其特征 在于：所述應(yīng)變片為電阻應(yīng)變片，所述電阻應(yīng)變計(jì)通過導(dǎo)線接入差動(dòng)全橋電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，其特征 在于：所述底座、外殼和傳遞管為剛體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，其特征 在于：所述應(yīng)變梁為彈簧鋼應(yīng)變梁。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，其特征 在于：所述應(yīng)變梁的截面為矩形，所述傳遞管位于矩形界面的長邊一側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，其特征 在于：所述傳遞管的內(nèi)徑為lcm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，其特征 在于：所述應(yīng)變片的數(shù)量是四個(gè)，兩兩并排分別貼于應(yīng)變梁中部的受拉區(qū)和受壓區(qū)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于壓力傳感器原理測量軟土地基真空壓力的裝置，包括由固定底座和外殼組成的真空室，外殼上穿設(shè)有水平的傳遞管，固定底座上固定連接有豎直的應(yīng)變梁，在應(yīng)變梁上安裝有應(yīng)變片，傳遞管穿入真空室中的部分套設(shè)有橡膠帽，橡膠帽具有盲端與開口端，盲端的內(nèi)側(cè)將所述傳遞管的管口封閉，盲端的外側(cè)與應(yīng)變梁的自由端相接觸，橡膠帽的開口端與外殼固定連接。本實(shí)用新型將壓力變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行測量，提高了測量精度和量程；同時(shí)應(yīng)變片采用電阻應(yīng)變片，降低制作成本。裝置整體結(jié)構(gòu)簡單，使用方便易操作，測量精度高且成本低，適合廣泛推廣使用。
【IPC分類】G01L1-22, E02D3-10
【公開號(hào)】CN204594602
【申請?zhí)枴緾N201520225644
【發(fā)明人】吳堯, 張蔚
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月15日