[實用新型]基于溫度傳感器的空心包體應力計的試驗裝置

有效

• 申請號: 201320397151.6
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN203534737U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉少偉;樊克松;張榮花
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種地應力測試裝置，特別是一種基于溫度傳感器空心包體應力計的試驗裝置。?

背景技術

地應力是存在于地層中的未受工程擾動的天然應力，它能引起采礦工程中圍巖和支護的變形與破壞、產生礦井動力現象，不考慮地應力的影響進行施工，則礦井生產不能正常進行，并經常引起嚴重事故。因此，準確的地應力測量是安全生產所不可缺少的。目前地應力測量最廣泛的還是應用基于套孔應力解除法的空心包體應力計，它是70年代中期由澳大利亞學者沃羅特尼基(G.Worotnicki)和沃爾頓(R.Wlton)實用新型的，我國現在應用較廣泛的KX-81型空心包體應變計是在其基礎上研制出來的，其主體為用環氧樹脂制成的空心圓筒，外徑為36mm，內徑為30mm，在其中間層直徑32mm處，沿同一圓周等距離嵌埋著3組電阻應變花，每組應變花由4支應變片組成，互相間隔45度。它的外殼是由鋁合金制成的，由于鋁合金在生產鑄造過程中容易出現縮孔、砂眼、氣孔和夾渣等問題，價格相對也昂貴，又由于材料本身硬度超強，空心包體應力計的外殼結構又比較復雜，在數控車床上加工不易，因此對加工工藝要求比較高。它是使用電阻應變片作為傳感元件，因此它會因溫度變化而引起測量誤差，致使儀器測量精度低。此外，由于空心包體應力計本身構造復雜和電阻應變片比較小、引線易折斷等特點，這就決定了其制造過程中應變片粘貼、環氧樹脂的澆注等加工工藝的復雜性。因此，應用機械制造、電路理論等學科的相關知識，開發出一種外殼材料價格便宜、加工容易，溫度補償效果好、測量精度高的地應力測試系統，找到一種制造工藝簡單可行的制造方法勢在必行。?

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種基于溫度傳感器的空心包體應力計的試驗裝置，可有效解決溫度變化引起的誤差，外殼結構加工不易，制作工藝復雜的問題，提高測量的精度。?

本實用新型解決的技術方案是，包括外殼結構、電阻應變片、溫度傳感器、PVC塑料管、環氧樹脂。所述的外殼結構是有玻璃鋼材料在數控車床上加工而成的，外殼結構包括殼體（如圖2所示）和栓塞（如圖3所示）兩部分，其中殼體尾部有導線電纜出口10和螺栓銷釘1、密封圈9，前端有外套圓環13，殼體表面3套有內層PVC塑料管6，內層PVC?管子外表面貼有電阻應變片4，電阻應變片4的外面被環氧樹脂7包圍著，電阻應變片4的引線通過電纜線出口2引出來，殼體的凹槽處有溫度傳感器11，栓塞前端有密封圈9，內腔尾部有定位孔12、前端有膠結劑流出孔8。此外，還有澆注環氧樹脂用的外層PVC塑料管（如圖6所示），其表面有4個小圓孔。?

本實用新型測量精度高、效果好，能為礦山、鐵道、水利水電、土木建筑及其他大型地下或露天工程的設計和施工提供比較準確可靠的地應力資料，在經濟和有效的前提下，對于推動工程施工中的安全生產具有重大作用。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構圖。?

圖2為本實用新型的殼體圖。?

圖3為本實用新型的栓塞圖。?

圖4為本實用新型的溫度傳感器連接示意圖。?

圖5為本實用新型的內層PVC塑料管。?

圖6為本實用新型的外層PVC塑料管。?

圖7為本實用新型的外套圓環。?

圖8為本實用新型的內腔橫截面。?

圖9為本實用新型的電阻應變片連接示意圖。?

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作以詳細描述。?

如圖1所示，本實用新型包括外殼結構、電阻應變片、溫度傳感器、PVC塑料管、環氧樹脂。?

所述的外殼結構是有玻璃鋼材料在數控車床上加工而成的，外殼結構包括殼體和栓塞兩部分，其中殼體尾部有導線電纜出口10和螺栓銷釘1、密封圈9，前端有外套圓環13，殼體內表面3套有內層PVC塑料管6，內層PVC管子外表面貼有電阻應變片4，電阻應變片4的外面被環氧樹脂7包圍著，電阻應變片4的引線通過電纜線出口2引出來，殼體的凹槽處有溫度傳感器11，栓塞前端有密封圈9，內腔尾部有定位孔12、前端有膠結劑流出孔8；此外還有澆注環氧樹脂用的外層PVC塑料管，其表面有4個小圓孔。?

所說的溫度傳感器11，所用的是溫度傳感器DS18B20，它有3個管腳，分別為接地端GND、數字信號輸入端DQ、供電電源輸入端VCC，三根電纜引線分別接三個管腳，引出端分別接5v電源、接地、接數字信號輸入口，它由單片機控制的外圍電路顯示模塊。?