[發(fā)明專利]一種動(dòng)三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010892224.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN112213186B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡麗;陳俞超;蔣正淳;李明;車良鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

一種動(dòng)三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，包括：機(jī)架，包括支撐座和龍門架；軸向加載機(jī)構(gòu)，設(shè)置于龍門架橫梁與支撐座之間，包括軸向加載桿組件、壓力室以及試樣加載裝置，所述軸向加載桿組件的下端部插入壓力室的密封內(nèi)腔后固裝試樣加載裝置；壓力室設(shè)置于軸向加載桿組件下方的機(jī)架上，其頂部與提升機(jī)構(gòu)的升降端相連；所述試樣加載裝置包括試樣夾緊部以及升降部；壓力室提升機(jī)構(gòu)，設(shè)置于機(jī)架的頂部，包括升降氣缸和升降桿；以及數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)，包括頂部荷重傳感器、水下荷重傳感器、數(shù)據(jù)采集線以及控制器。本發(fā)明的有益效果在于：消除了軸向荷重傳感器測量時(shí)，壓力室頂蓋與加載活塞桿之間的因壓力室密閉要求而產(chǎn)生的功能膜的附加力的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種巖土工程中的動(dòng)三軸儀軸向測力系統(tǒng)，尤其是涉及一種動(dòng)三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置的優(yōu)化改造。

背景技術(shù)

國內(nèi)同類試驗(yàn)儀器基本和我們現(xiàn)有儀器是同一種軸向荷重的采集方式，試驗(yàn)過程中由于軸向傳感器是安裝在密閉的壓力室外側(cè)，通過軸向作動(dòng)活塞施加控制力給試驗(yàn)土樣，這必然會(huì)因?yàn)閴毫κ颐荛]要求而產(chǎn)生功能膜的附加力的影響，這部分附加力無法從荷重傳感器的顯示值中準(zhǔn)確剔除，從而影響試驗(yàn)的精度以及試驗(yàn)結(jié)果。

為避免這個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生，目前國外的進(jìn)口同類儀器都已經(jīng)逐步用可靠的水下傳感器安裝到壓力室內(nèi)來解決這個(gè)問題，但國外同類儀器，由于價(jià)格的影響，壓力室都是空間較小，能做的試樣尺寸也非常有限，不能滿足我們目前科研實(shí)驗(yàn)對(duì)中大尺寸的需求，所以我們有必要在當(dāng)前儀器上進(jìn)行有針對(duì)的技術(shù)改進(jìn)，無論是從軟件還是硬件上，來解決目前的問題，提高試驗(yàn)的精度和可信性，同時(shí)有效的提高現(xiàn)有儀器的科研利用率。

因此，結(jié)合國內(nèi)同類試驗(yàn)儀器在軸向荷重采集方式的不足和壓力室內(nèi)荷重采集方式的優(yōu)勢，改造優(yōu)化設(shè)計(jì)一種可置于壓力室內(nèi)的水下軸向測力傳感器，以消除壓力室上蓋與加載活塞桿之間的功能膜的附加力的影響，從而提高試驗(yàn)的軸向力數(shù)據(jù)的采集精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有動(dòng)三軸儀存在的技術(shù)問題，提供一種能夠避免因傳感器在壓力室外產(chǎn)生的儀器功能膜產(chǎn)生的附加非線性應(yīng)力的干擾的軸向測力系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明所述的一種動(dòng)三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括：

機(jī)架，包括支撐座和龍門架，所述龍門架的底部安裝于支撐座上，并且所述龍門架的上部橫梁上設(shè)有通孔，用于安裝提升機(jī)構(gòu)；

軸向加載機(jī)構(gòu)，設(shè)置于龍門架橫梁與支撐座之間，包括軸向加載桿組件、壓力室以及試樣加載裝置，所述軸向加載桿組件的下端部插入壓力室的密封內(nèi)腔后固裝試樣加載裝置；壓力室設(shè)置于軸向加載桿組件下方的機(jī)架上，其頂部與提升機(jī)構(gòu)的升降端相連，壓力室底部設(shè)有通水口，用于向壓力室內(nèi)注水；所述試樣加載裝置包括試樣夾緊部以及軸向作動(dòng)器，所述試樣夾緊部設(shè)置于壓力室內(nèi)，并與軸向加載桿組件同軸，試樣夾緊部的底部從壓力室的底部穿出后連接軸向作動(dòng)器，用于施加軸向力以間接調(diào)整試樣夾緊部對(duì)試樣的夾緊度；

壓力室提升機(jī)構(gòu)，設(shè)置于機(jī)架的頂部，包括升降氣缸和升降桿，所述升降氣缸的底部固設(shè)于龍門架橫梁上，并保持升降氣缸的升降端沿軸向加載機(jī)構(gòu)軸向升降；所述升降桿的頂部與升降氣缸的升降端相連，底部從橫梁的通孔穿出后與壓力室的頂部固連，用于帶動(dòng)壓力室沿軸向加載桿組件的軸向升降；

以及數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)，包括頂部荷重傳感器、水下荷重傳感器、數(shù)據(jù)采集線以及控制器，所述頂部荷重傳感器設(shè)置于軸向加載桿組件的頂端與龍門架的橫梁之間，并且頂部荷重傳感器的數(shù)據(jù)傳輸端口通過數(shù)據(jù)采集線與控制器的信號(hào)輸入端相連接，用于采集軸向加載桿組件頂端對(duì)橫梁的載荷傳輸至控制器；所述水下荷重傳感器設(shè)置于壓力室內(nèi)，其頂部與伸入壓力室內(nèi)腔的軸向加載桿組件的下端相連，底部與試樣夾緊部的頂端相連，其信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)采集線與控制器的信號(hào)輸入端相連接，用于將采集的載荷數(shù)據(jù)傳輸至控制器。