[發明專利]實驗數據自動測量采集的自動化三軸儀

無效

• 申請號: 201010132928.7
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN101782488A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 葉冠林;盛佳韌;武朝軍;王建華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01B11/16
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種儀器測量技術領域的裝置，具體是一種實驗數據自動測量采集的自動化三軸儀。

背景技術

常規三軸儀主要用來測量土的強度指標、應力應變關系和應力路徑，是直觀簡單且可靠有效的實驗設備。自1930年A.Casagrande研制成功以來，歷經70多年的發展，已在土工領域有著廣泛的應用。常規三軸儀能進行排水和不排水剪切實驗，可以完整的反映試樣變形到破壞的整個過程，數據量測可靠，是基本的室內土工試驗儀器。

我國科研生產單位有許多80年代購買的常規三軸儀，這些儀器的機械零部件質量優良，但控制系統復雜，操作繁復，數據的量測和記錄需要大量人工。而購買新的全自動三軸儀的價格將近十萬，所以，出于經濟和提高試驗效率的綜合考慮，有必要在既有的機械零部件的基礎上實現自動化控制與記錄。

經對現有文獻檢索發現，中國專利申請號為：02286391.5，專利名稱為：應變控制式三軸儀剪切裝置，該技術三軸主機的立柱上，放置多個壓力室支撐裝置，以實現三至四個土樣同時固結、分別剪切的目的，但是該技術未涉及自動化改造方面的技術。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供了一種利用既有機械零部件的進行改進設計的實驗數據自動測量采集的自動化三軸儀。本發明通過在常規三軸儀上改進和加裝壓力控制裝置、數據采集裝置、數據測量裝置，實現了三軸儀上實驗數據自動測量采集的功能，具有操作簡便、實驗進行時無需人工讀數計數的優點。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：壓力控制裝置、數據采集裝置、數據測量裝置和常規三軸儀，其中：壓力控制裝置的輸出端與常規三軸儀相連以傳輸壓力荷載，數據測量裝置的輸出端與數據采集裝置相連傳輸位移、壓力的模擬信號數據和體變、變形的圖像數據，數據測量裝置設置在常規三軸儀上且與常規三軸儀相連傳輸測量數據和圖像信息。

所述的常規三軸儀上設置有孔壓計，該孔壓計與數據采集裝置相連傳輸應力模擬信號數據信息。

所述的壓力控制裝置包括：空氣壓縮機、氣壓傳輸三通閥、兩個氣壓傳輸雙向閥、兩個氣壓手動控制器、兩個壓力表、圍壓高壓密閉蓄水瓶和背壓高壓密閉蓄水瓶，其中：氣壓傳輸三通閥分別與空氣壓縮機、第一氣壓傳輸雙向閥的一端和第二氣壓傳輸雙向閥的一端相連，第一氣壓傳輸雙向閥的另一端與第一氣壓手動控制器相連，第二氣壓傳輸雙向閥的另一端與第二氣壓手動控制器相連，第一氣壓手動控制器與第一壓力表相連，第二氣壓手動控制器與第二壓力表相連，第一壓力表與圍壓高壓密閉蓄水瓶相連，第二壓力表與背壓高壓密閉蓄水瓶相連，圍壓高壓密閉蓄水瓶與壓力室相連傳輸圍壓，背壓高壓密閉蓄水瓶與壓力室相連傳輸背壓。

所述的氣壓手動控制器包括：旋動手柄、彈簧和橡膠膜，其中：彈簧的一端與旋動手柄固定相連，彈簧的另一端與橡膠膜固定相連，旋動手柄與氣壓傳輸雙向閥相連接以輸出手動控制信號。

所述的數據測量裝置包括：兩個位移計、攝像頭和體變管，其中：兩個位移計分別設置在常規三軸儀上且與常規三軸儀相連傳輸土體軸向應變和測力環形變信息，體變管與常規三軸儀的排水口相連傳輸土體形變信息，攝像頭設置在合適的位置以拍攝常規三軸儀的壓力室內土體變形和體變管中液面讀數，兩個位移計分別與數據采集裝置相連傳輸土體軸向應變和測力環形變信息，攝像頭與數據采集裝置相連傳輸常規三軸儀的壓力室內土體變形和體變管中液面讀數信息。

所述的數據采集裝置包括：數據采集儀和計算機，其中：數據采集儀和計算機分別與數據測量裝置相連傳輸測量數據和圖像信息，數據采集儀和計算機相連傳輸采集的數據信息。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：在常規三軸儀的基礎上實現了三軸儀的自動化，加壓階段操作簡便，數據測量與采集過程中無需人工操作，且所測數據連續準確。

附圖說明

圖1為實施例結構示意圖；

其中：1-壓力控制裝置；2-數據測量裝置；3-數據采集裝置；4-空氣壓縮機；5-氣壓傳輸三通閥；6-第一氣壓傳輸雙向閥；7-第二氣壓傳輸雙向閥；8-第一氣壓手動控制器；9-第二氣壓手動控制器；10-第一壓力表；11-第二壓力表；12-圍壓高壓密閉蓄水瓶；13-背壓高壓密閉蓄水瓶；14-第一位移計；15-第二位移計；16-攝像頭；17-體變管；18-數據采集儀；19-計算機；20-常規三軸儀；21-壓力室；22-孔壓計。

圖2是采用實施例裝置得到的主壓力差-軸向應變示意圖。

圖3是采用實施例裝置得到的孔壓-軸向應變示意圖。

圖4是采用現有技術得到的主壓力差-軸向應變示意圖。