[發(fā)明專利]三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310075215.5
• 申請日: 2013-03-10
• 公開（公告）號: CN103175731A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉啟旺;劉小生;陳寧;溫彥鋒;常亞屏;扎定一;楊立偉;肖雪宏;張栓旺;劉世成;張延億;楊正權(quán);楊玉生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器。

背景技術(shù)

在土工試驗中，三軸試驗儀已成為測定土的強度和變形指標(biāo)必不可少的常用儀器。三軸試驗機中的軸向壓力傳感器是三軸試驗儀的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到三軸試驗儀測量的精確度。

現(xiàn)有技術(shù)中，三軸試驗機中的軸向壓力傳感器一般置于三軸壓力室的外部。三軸試驗過程中，三軸壓力室要保持一定的壓力（一般為0.1～3Mpa），這就要求三軸活塞處既能保證活塞軸的上下運動，又要有很好的密封性（不能漏水、漏氣）。在試驗過程中，試樣受力產(chǎn)生位移時，活塞軸與活塞套間就會產(chǎn)生摩擦力，該摩擦力與密封圈的新舊、環(huán)境溫度、試驗的振動頻率、振幅大小等因素有關(guān)，要想準(zhǔn)確測出該摩擦力，是不現(xiàn)實的。所以，受摩擦力的影響，用外置傳感器的三軸儀進(jìn)行土工試驗，特別是在低應(yīng)力及小變形（小動應(yīng)力）條件下的試驗，其測試結(jié)果受摩擦力影響尤為突出，造成測量精度偏差較大，使試驗成果失真。為消除摩擦力的影響，現(xiàn)有技術(shù)中，已有將防水、耐壓的軸向壓力傳感器置于三軸壓力室內(nèi)部的技術(shù)方案出現(xiàn)，但因目前所使用的傳感器，耐壓殼與感應(yīng)體組件為一體結(jié)構(gòu)，環(huán)境壓力（側(cè)向壓力）仍會對測量的精度造成一定的影響，并產(chǎn)生橫向效應(yīng)（隨環(huán)境壓力的增大而增大）。

有鑒于此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)中三軸試驗儀的傳感器予以改進(jìn)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器，其由傳感器感應(yīng)體組件和傳感器外殼組成，即可消除摩擦力對傳感器的影響，又可保證傳感器完全不受環(huán)境壓力（側(cè)向壓力）的影響，同時具有較強的防水性能，提高了三軸試驗儀測量的精確度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器，包括：圓形的底座，該底座上固定連接傳感器感應(yīng)體組件；呈倒凹字形且頂部均勻間隔設(shè)有若干貫穿孔的圓形的外殼，該外殼與該傳感器感應(yīng)體組件固定連接，該外殼與該底座相扣合形成封閉空間用以收容該傳感器感應(yīng)體組件，該貫穿孔中設(shè)有塞頭；及連接在該外殼上方的隔離層；該外殼的內(nèi)徑與該傳感器感應(yīng)體組件及底座的外徑間留有一定間隙（防止側(cè)向應(yīng)力傳遞到傳感器感應(yīng)體組件），該外殼及底座的縫隙用呈環(huán)形的隔膜密封裝置密封固定。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該貫穿孔的數(shù)量為四個。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該傳感器感應(yīng)體組件分別與該底座及外殼，通過穿釘固定連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該穿釘?shù)臄?shù)量為八個。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該隔膜密封裝置分別與該外殼及底座通過螺釘固定連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該隔膜密封裝置為環(huán)形橡膠隔膜或加筋橡膠隔膜。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該隔離層與該外殼固定連接，其覆蓋在該外殼的頂部。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該底座設(shè)有線路通道。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過提供了一種三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器，通過穿釘固定連接底座與傳感器感應(yīng)體組件、外殼與傳感器感應(yīng)體組件，并設(shè)置隔離層及隔膜密封裝置。通過這種結(jié)構(gòu)的三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器，其不僅消除了外置傳感器受摩擦力影響所造成的誤差，而且保證了傳感器在三軸試驗儀內(nèi)不受任何環(huán)境壓力（側(cè)向壓力）的影響，同時具有較強的防水性，從而顯著提高了三軸試驗儀測量的精確度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示A處的局部放大圖。

圖3為外置軸向傳感器試驗得到的地震總應(yīng)力抗剪強度τ_fs與初始有效法向應(yīng)力σ'_f0的關(guān)系圖。

圖4為內(nèi)置軸向傳感器試驗得到的地震總應(yīng)力抗剪強度τ_fs與初始有效法向應(yīng)力σ'_f0的關(guān)系圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖所示的各實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但應(yīng)當(dāng)說明的是，這些實施方式并非對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

參圖1所示，圖1為本發(fā)明三軸試驗儀內(nèi)置軸向荷載傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。