[發明專利]土工離心機數據采集多通道選擇裝置及操作方法

在審

• 申請號: 202011517296.6
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112486078A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 張軍輝;黎峰;張石平
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 閔媛媛

本發明公開了一種土工離心機數據采集多通道選擇裝置及操作方法，裝置包括多通道選擇裝置和無線遠控箱，多通道選擇裝置設于數據采集接口與傳感器之間，通過無線遠控箱控制多通道選擇裝置實現指定通道選擇。本發明在土工離心機不停機的情況下實現了對不同傳感器的信號采集、存儲、顯示，避免了由于土工離心機停機再開機而導致模型結構應力釋放再加載對試驗測試的影響，縮短了試驗周期，降低單次組試驗成本。

技術領域

本發明屬于巖土技術領域，涉及一種土工離心機數據采集多通道選擇裝置及操作方法。

背景技術

巖土工程離心模擬試驗方法是目前各個國家競相研究的熱點，其基本原理是將試驗模型置于由離心機所生成的高重力場中，具有使模型與原型應力應變相等、變形相似、破壞機理相同的優越性，便于在與原型等應力條件下直觀地研究巖土工程的應力變形性狀和破壞過程。由于土工離心機工作的特殊性，為達到某一高應力場的試驗數據，其必須在給定的旋轉速度下(不停機)進行。

離心機作為進行動力模型試驗的一種儀器裝置，通常配置有一整套針對不同信號類型(電壓型、電流型、應變型)傳感器的數據采集的系統，有數據采集服務器、數據采集卡和連接一定數量的電壓/電流/應變的數據采集接口組成。目前，國內外各種離心機配備的試驗數據采集的通道數量通常為100～200個，當離心模型試驗設計所需采集的傳感器數量超過離心機上相應數據采集通道的數量時，給數據采集工作帶來了很大的困難。為獲得所有傳感器的試驗數據，現有解決方法如下：

一、開展多次或多組離心模型試驗

土工離心模型試驗通常分為兩種試驗，一種是非破壞性試驗，另一種是破壞性試驗。非破壞性試驗是指離心模型材料在離心試驗中處于彈性范圍，停機卸荷可恢復至初始試驗狀態；而破壞性試驗是指離心模型材料在離心試驗中處于彈塑性、塑性范圍，停機卸荷后不能恢復到初始狀態。(1)針對非破壞性離心模型試驗，可通過一次離心模型制作埋設設計好的所有傳感器，一次接入部分傳感器，利用現有數據采集系統做完一組試驗采集后，對離心機進行停機，手動更換傳感器，再開機進行下一組離心模型試驗數據采集，多次采集獲得所有傳感器的試驗數據。其存在部分問題：①離心機停機開機時間長，造成整個離心模型試驗總時間長，試驗成本增加；②離心機停機開機、試驗模型反復卸載加載，其應力狀態與模型初始狀態存在一定的差異，對后續的試驗數據有一定的影響。(2)針對破壞性離心模型試驗。由于一次試驗后，離心模型已無法恢復至初始狀態，只能通過制作多個離心試驗模型，開展多次離心模型試驗，利用現有數據采集系統多次采集獲得模型試驗所設計的所有傳感器的試驗數據。同樣也存在一些問題：①通常情況完成一個離心模型制作需要1～2個月甚至更長，多個離心試驗模型制作則需要幾倍的時間，試驗周期長；②在不同時間、不同人員等條件下制作離心模型和埋設傳感器，其試驗模型成型質量、傳感器埋設位置均存在一定的差異性，對試驗數據帶來很大的影響。

二、增加數據采集設備