[實用新型]一種鉆孔測斜儀的校準裝置

有效

• 申請號: 201320614100.4
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN203488166U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 馬建敏;祝逸慶;孫佳媛
• 申請（專利權）人: 上海市計量測試技術研究院
• 主分類號: E21B47/02
• 分類號: E21B47/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 劉朵朵

技術領域

本實用新型涉及鉆孔測斜儀，尤其涉及一種鉆孔測斜儀的校準裝置。

背景技術

我國對鉆孔測斜儀研究起步于80年代初，由南京水利科學院研制成功電阻應變片式鉆孔測斜儀樣機開始，逐步發展到1986年航天部33所與北京水科院聯合研制成功伺服加速度計式鉆孔測斜儀,允許誤差達到±150；隨后，航天部702所開發研究成功高精度鉆孔測斜儀，最大允許示值誤差達到±30，90年代國內已經具備生產多種類型（原理）的土工測試的傾斜儀。2008年中國地質科學院研制了智能存儲式磁敏鉆孔測斜儀。在這幾十年的發展期間，鉆孔測斜儀的傾角示值分辨率和穩定性都得到了提高，但溯源標準器和溯源方法（檢定規程或校準規范）的研究卻嚴重滯后。

鉆孔測斜儀是一種基于水準器原理的計量儀器，內置加速度傳感器經過兩次對時間的積分，精確測得角度變化量，用于測量一圓柱孔對于水平面的傾斜角及傾角變化中的圓柱孔間的夾角。示值為輸出模擬量電信號，經過轉換后才能對應角度變化值。

如附圖1所示，鉆孔測斜儀是一種基于加速度傳感器的傾斜角度測量儀，其原理是將加速度傳感器安裝于長管狀套筒內，其敏感軸與傳感器軸呈垂直關系，敏感軸與水平面的夾角θ為傾斜角，從平面幾何關系上可以知道，加速度傳感器鉛垂重力方向與探頭軸線方向的夾角相等。由此，加速度計敏感軸與水平面夾角的微量變化可以直接反映深埋于地下的套筒軸線與鉛垂重力方向的夾角微量變化。

目前，我院對送檢的鉆孔測斜儀已經開展檢測工作，目前的狀況與上海建筑科學研究院所采用的方法是一致的，為達到校準最高精度等級的受檢儀器，采用的都是“寬座角度塊加合像水平儀”組合法。由于受寬座角度塊數量限制，即：僅僅對量程范圍－30°～＋30°中的五個校準點進行示值誤差測量：0°、5°、10°，而無法對量程范圍－30°～＋30°中的任意位置點進行校準，而且最大允許誤差和靈敏度水平不高，無法真正滿足校準儀器精度的領先要求。

美國材料與試驗協會發布的ASTM?D7299-2006：Standard?Practice?for?Verifying?Performance?of?a?Vertical?Inclinometer?Probe（驗證垂直測斜儀探頭性能的標準實施規程），文中提及傾角溯源標準器是高精度分度盤，以及可調角度的支架系統。比較國內外鉆孔測斜儀器的測量技術指標，最大允許誤差和靈敏度水平基本相同。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種鉆孔測斜儀的校準裝置，解決現在的校準儀器和校準方法只能達到選定的校準點進行校準，而不能做到任意點校準的問題，而且校準靈敏度不高的缺陷。

技術方案

一種鉆孔測斜儀的校準裝置，其特征在于包括：

角度編碼器，作為主校準裝置，及固定安裝待測鉆孔測斜儀的樣品夾具；

所述角度編碼器臥式設置，與樣品夾具之間通過承載轉軸座連接，所述承載轉軸座包括兩側各一個軸承，一側的第一軸承連接角度編碼器，另一側的第二軸承連接樣品夾具，且使角度編碼器與樣品夾具同轉軸同角度轉動；

轉角驅動機構，用于驅動角度編碼器轉動。

進一步，所述承載轉軸座包括一個中心主軸，為穿過第一軸承的中心和第二軸承的中心，所述中心主軸連接樣品夾具的一側的軸孔為喇叭口向外的錐孔。

所述第一軸承和第二軸承采用深溝球軸承，通過調整端蓋厚度消除軸承與中心主軸配合之間的軸向間隙。

所述樣品夾具采用一組可以開合的V型座和V型蓋板，所述V型座固定聯接錐棒，所述聯接錐棒連接所述中心主軸的錐孔，聯接錐棒與錐孔的錐度相匹配。

進一步，還包括同軸撥盤，設置在轉角驅動機構和角度編碼器之間，用于在轉角驅動機構的主動的轉軸和角度編碼器的從動的轉軸之間僅傳遞轉動扭矩，而將兩轉軸由于不同軸引起的徑向載荷或作用在轉軸上的彎矩隔離。

所述同軸撥盤包括分別與轉角驅動機構連接的主動撥盤和與角度編碼器連接的從動撥盤，在主動撥盤上安裝有主動撥塊，從動撥盤上安裝有對應的從動撥塊，所述主動撥塊與從動撥塊連接在一起，主動撥塊在轉動方向帶動從動撥塊，從動撥塊帶動從動撥盤轉動，所述主動撥塊與從動撥塊為一組撥塊，以軸心對應的兩組撥塊形成一對力偶，所述同軸撥盤上設置有至少兩對力偶，其中一組撥塊的主動撥塊與從動撥塊固定連接在一起，其它組撥塊的主動撥塊與從動撥塊為彈性連接。

所述主動撥盤和從動撥盤平行設置，之間間隔略大于或等于一個主動撥塊或一個從動撥塊的距離，所述主動撥塊與對應的從動撥塊采用同一水平線或同一豎直線上設置。