[實用新型]一種液相壓力差傳感器

有效

• 申請號: 201320865162.2
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN203616044U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 李躍鵬
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01L13/00
• 分類號: G01L13/00;G01L13/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

技術領域

本實用新型涉及巖土結構孔隙水壓力測量設備技術領域,特別是一種液相壓力差傳感器。?

背景技術

孔隙水壓力作為確定巖土結構安全穩定的一個重要參數，在結構安全監測工程中常被作為重點監測對象。一般使用孔隙水壓力計對某個結構部位的孔隙水壓力進行測量，孔隙水壓力計廣泛的應用于建筑工程、港口與航道工程、水利水電工程、礦業工程等相關巖土工程領域。

巖土工程中普遍采用的結構安全監測測量儀器一般使用鋼絲做傳感單元。使用鋼絲做傳感單元構成的孔隙水壓力計典型結構見圖1。其主要由傳感器外殼1、信號電纜9、透水石2、感應板10、通氣管11以及鋼絲傳感單元6組成。測量前先將孔隙水壓力計埋設于被測的巖土結構體中，將傳感器電纜和通氣管接長牽引到人員能夠到達的部位。測量時，巖土結構體中的孔隙水壓力會穿過透水石作用在感應板上，而感應板另一端通過通氣管與大氣連通，結構孔隙水與大氣間壓力差使感應板形成微小的變形，這一微小的變形被鋼絲傳感單元拾取，轉變為電信號，通過信號電纜傳輸至人員能夠到達的部位。測量人員利用讀數儀表讀取信號電纜上的電信號進而換算出埋設孔隙水壓力計部位的巖土結構孔隙水壓力。

從圖1可以看出，所測壓力差為大氣壓力與巖體孔隙水壓力的差值，即作用于該結構部位上扣除大氣壓力后的絕對壓力。在實際的工程滲流分析時往往不關心巖土結構某一點的絕對壓力，而是關心巖土結構的滲透坡降，其大小直接關系到結構是否穩定。

滲透坡降一般通過測量孔隙水壓力差得到，以往由于缺乏直接測量孔隙水壓力差的手段，只能利用兩個用于測量絕對壓力的孔隙水壓力傳感器分別測量孔隙水壓力后再相減，這樣不但降低了儀器的有效分辨率，儀器之間的系統誤差差異也會造成實際測量精度進一步降低。例如某兩個部位的絕對孔隙水壓力最大為1MPa，而絕對孔隙水壓力相差最大為0.1MPa，假設傳感器的相對精度均為0.1%F.S.。則選用絕對壓力傳感器時量程至少應為1MPa，相應精度為1KPa；而選用壓力差傳感器時量程達到0.1MPa即可，相應精度為0.1KPa，比使用絕對壓力傳感器時的精度提高了10倍。要利用壓力差傳感器實現孔隙水壓力差的直接測量，需要孔隙水作用在傳感器感應板的正反兩面，又會造成鋼絲傳感單元與孔隙水接觸，導致鋼絲傳感單元無法正常工作。

孔隙水是液相介質的一種，孔隙水壓力差的測量實質是測量兩個液相介質間的壓力差。為完成液相介質壓力差的測量，就需要一種既能允許被測的液相介質作用在感應板正反兩面，又能保證鋼絲傳感單元與液相介質隔離，以通過傳感單元完成將液相介質壓力差轉化為電信號的工作。?

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種液相壓力差傳感器，解決感應單元易受被測介質腐蝕以及干擾的問題，解決現有技術需要利用兩個用于測量絕對壓力的孔隙水壓力傳感器測量孔隙水壓力差，測量精度低的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種液相壓力差傳感器，包括外殼，所述外殼內壁設有支座，所述支座與一塊豎直設置在所述外殼內，且一端以所述支座為支點、另一端可水平移動的剛性隔離板連接；所述剛性隔離板兩側各與一根伸縮管一端連接，兩根伸縮管另一端分別與一根穿過所述外殼側面與外部連通的固定管固定連接；所述固定管內固定有透水材料；其中一根伸縮管與外殼、剛性隔離板形成的一個空間內設有傳感單元，所述傳感單元一端與所述剛性隔離板連接，所述傳感單元另一端與所述外殼連接。

所述傳感單元可以采用鋼絲傳感單元（例如振弦式傳感單元或差阻式傳感單元），有利于簡化傳感器結構，提高測量精度，增強環境適應性，提高傳感器的穩定性和抗腐蝕性，延長傳感器使用壽命，且鋼絲傳感單元靈敏度高，量程大，精度可達0.1%F.S.,且信號傳輸距離可達1000m以上。

與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為：本實用新型將傳統使用的彈性感應板替換為剛性隔離板，將傳統的通過測量彈性感應板的變形結構改進為通過測量剛性隔離板的位移的結構，提高了測量精度；因為本實用新型通過設置伸縮管提供彈性，因而在傳感單元與被測介質分離的情況下仍能通過測量剛性隔離板的微小位移，進而測量被測介質的壓力差，從根本上解決了傳感單元易受被測介質腐蝕以及易受干擾的問題。

附圖說明

圖1為傳統的壓力差傳感器結構示意圖；

圖2為本實用新型第一種實施例的結構示意圖；

圖3為本實用新型第二種實施例的結構示意圖。

具體實施方式