陣列式徑向變形傳感器的制造方法
【專利摘要】一種陣列式徑向變形傳感器，包括底座、設(shè)在底座上的多根剛性過(guò)渡梁，多根剛性過(guò)渡梁上連接有非等長(zhǎng)度的彈性懸臂梁，剛性過(guò)渡梁與彈性懸臂梁的連接處設(shè)有可使彈性懸臂梁在受彎時(shí)實(shí)現(xiàn)上下滑動(dòng)的滑動(dòng)聯(lián)接裝置，所述的彈性懸臂梁上間隔設(shè)有多個(gè)分段緊固環(huán)，彈性懸臂梁與剛性過(guò)渡梁聯(lián)接處設(shè)有全橋測(cè)量方式的電阻應(yīng)變片。利用梁自由端水平變位受彎引起固定端應(yīng)變變化的原理間接完成試樣徑向變形測(cè)量，通過(guò)圓周陣列式組合不同長(zhǎng)度彈性懸臂梁實(shí)現(xiàn)被測(cè)試樣不同高度處的徑向變形測(cè)量。該陣列式徑向變形傳感器具有材料來(lái)源廣泛，制作安裝簡(jiǎn)單，抗溫度干擾能力強(qiáng)，在土工三軸試驗(yàn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】陣列式徑向變形傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變形傳感器，尤其是一種適用于三軸試驗(yàn)中土體徑向變形分布測(cè)量的陣列式向變形傳感器，用于非均質(zhì)土體徑向變形分布與演化規(guī)律測(cè)量。

【背景技術(shù)】
[0002]受端部摩擦影響，完全均質(zhì)土樣在三軸試驗(yàn)中通常會(huì)呈現(xiàn)非均勻的徑向變形分布，而對(duì)于非均質(zhì)土而言，即便在不考慮端部效應(yīng)前提下也會(huì)呈現(xiàn)非均勻的徑向變形分布。
[0003]三軸試驗(yàn)中土體變形測(cè)量通常有兩種:接觸式測(cè)量(各類局部變形傳感器)和非接觸式測(cè)量(如激光、數(shù)字照相、紅外熱輻射成像等)?；诰植孔冃蝹鞲衅鞯慕佑|式測(cè)量只能獲得試樣一點(diǎn)的徑向變形。非接觸測(cè)量要透過(guò)壓力室內(nèi)液壓介質(zhì)和壓力室壁，對(duì)于具有透明液壓介質(zhì)(如水)和透明壓力室(如有機(jī)玻璃)的試驗(yàn)具有顯著的優(yōu)越性，但對(duì)于高壓凍結(jié)環(huán)境(不透明硅油和剛性壓力室)和壓力室內(nèi)多物理量測(cè)試裝置排列帶來(lái)的視覺(jué)干擾，非接觸式測(cè)量就難以與接觸式測(cè)量的優(yōu)越性媲美。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制作安裝簡(jiǎn)單、抗溫度干擾能力強(qiáng)，且能夠滿足非均質(zhì)土體變形分布測(cè)量的陣列式徑向變傳感器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的陣列式徑向變形傳感器，包括底座、設(shè)在底座上的多根剛性過(guò)渡梁，多根剛性過(guò)渡梁上連接有非等長(zhǎng)度的彈性懸臂梁，剛性過(guò)渡梁與彈性懸臂梁的連接處設(shè)有可使彈性懸臂梁在受彎時(shí)實(shí)現(xiàn)上下滑動(dòng)的滑動(dòng)聯(lián)接裝置，所述的彈性懸臂梁上間隔設(shè)有多個(gè)分段緊固環(huán)，彈性懸臂梁與剛性過(guò)渡梁聯(lián)接處設(shè)有全橋測(cè)量方式的電阻應(yīng)變片。
[0006]所述的滑動(dòng)聯(lián)接裝置包括滑塊和固定滑塊的滑動(dòng)銷釘；所述的分段緊固環(huán)由多個(gè)柔性硅橡膠條串聯(lián)而成；所述的底座和分段緊固環(huán)由合金鋁制作；所述剛性過(guò)渡梁由不銹鋼材制作；所述的懸臂梁由彈性材料制作。
[0007]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)在彈性懸臂梁與剛性過(guò)渡梁連接處設(shè)有全橋測(cè)量方式的電阻應(yīng)變片，利用梁自由端水平變位受彎引起固定端應(yīng)變變化原理，間接實(shí)現(xiàn)被測(cè)試樣徑向變形測(cè)量，通過(guò)圓周陣列式組合不同長(zhǎng)度彈性懸臂梁實(shí)現(xiàn)被測(cè)試樣不同高度處的徑向變形測(cè)量，通過(guò)改變彈性懸臂梁上兩下端與鄰接部件的連接方式實(shí)現(xiàn)其與被測(cè)試樣相對(duì)位置固定。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制作安裝簡(jiǎn)單、抗溫度干擾能力強(qiáng)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為陣列式徑向變形傳感器主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為陣列式徑向變形傳感器俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3為滑動(dòng)聯(lián)結(jié)裝置的正視圖；
[0011]圖4為滑動(dòng)聯(lián)結(jié)裝置的俯視圖；
[0012]圖5為分段緊固環(huán)平面圖。
[0013]圖中:底座-1，彈性懸臂梁-2，滑動(dòng)聯(lián)結(jié)裝置-3，剛性過(guò)渡梁-4，分段緊固環(huán)-5，螺釘_6，電阻應(yīng)變片-7，滑動(dòng)銷釘-8，柔性硅橡膠條-9。

【具體實(shí)施方式】
:
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0015]本發(fā)明的陣列式徑向變形傳感器，主要由底座1，非等長(zhǎng)彈性懸臂梁2，滑動(dòng)聯(lián)接裝置3，剛性過(guò)渡梁4，分段緊固環(huán)組成5。底座I上設(shè)有多根剛性過(guò)渡梁4，多根剛性過(guò)渡梁4上連接有非等長(zhǎng)度的彈性懸臂梁2，剛性過(guò)渡梁4與彈性懸臂梁2的連接處設(shè)有可使彈性懸臂梁2在受彎時(shí)實(shí)現(xiàn)上下滑動(dòng)的滑動(dòng)聯(lián)接裝置3，滑動(dòng)聯(lián)接裝置3包括滑塊和固定滑塊的滑動(dòng)銷釘8。所述的彈性懸臂梁2上間隔設(shè)有多個(gè)分段緊固環(huán)5，彈性懸臂梁2與剛性過(guò)渡梁4聯(lián)接處設(shè)有全橋測(cè)量方式的電阻應(yīng)變片7 ;所述的分段緊固環(huán)5由多個(gè)柔性硅橡膠條9串聯(lián)而成；所述的底座I和分段緊固環(huán)5由合金鋁制作。剛性過(guò)渡梁4與底座I通過(guò)螺釘6緊固。彈性懸臂梁2上端與分段緊固環(huán)5外表面通過(guò)螺釘6連接固定，彈性懸臂梁2下端則通過(guò)滑動(dòng)聯(lián)接裝置3與剛性過(guò)渡梁4滑動(dòng)連接。從而在保持與被測(cè)試樣相對(duì)位置固定同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同高度處徑向變形的測(cè)量。底座I和分段緊固環(huán)5由合金鋁制作；剛性過(guò)渡梁4由不銹鋼材制作；懸臂梁2由彈性材料制作。剛性過(guò)渡梁與底座通過(guò)螺釘6緊固；分段緊固環(huán)5通過(guò)柔性硅橡膠條9串聯(lián)。彈性臂梁2上端與分段緊固環(huán)5外表面通過(guò)螺釘6連接固定，彈性懸臂梁2下端則通過(guò)滑動(dòng)聯(lián)結(jié)裝置與剛性過(guò)渡梁滑動(dòng)連接
[0016]工作原理:在試樣不同高度處分別固定用硅橡膠條串聯(lián)的分段緊固環(huán)，使得被測(cè)試樣與緊固環(huán)接觸但不受力；將陣列式徑向變形傳感器底座安設(shè)在壓力室底座上，并使得不同長(zhǎng)度彈性懸臂梁與緊固環(huán)通過(guò)螺釘固定；壓縮試樣，彈性懸臂梁在彎曲受力同時(shí)發(fā)生豎直方向的滑動(dòng)，從而在保持與被測(cè)點(diǎn)相對(duì)位置固定同時(shí)實(shí)現(xiàn)徑向變形多點(diǎn)測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種陣列式徑向變形傳感器，其特征在于:它包括底座(1)、設(shè)在底座(1)上的多根剛性過(guò)渡梁(4)，多根剛性過(guò)渡梁(4)上連接有非等長(zhǎng)度的彈性懸臂梁(2)，剛性過(guò)渡梁(4)與彈性懸臂梁(2)的連接處設(shè)有可使彈性懸臂梁(2)在受彎時(shí)實(shí)現(xiàn)上下滑動(dòng)的滑動(dòng)聯(lián)接裝置(3)，所述的彈性懸臂梁(2)上間隔設(shè)有多個(gè)分段緊固環(huán)(5)，彈性懸臂梁(2)與剛性過(guò)渡梁(4)聯(lián)接處設(shè)有全橋測(cè)量方式的電阻應(yīng)變片(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式徑向變形傳感器，其特征在于:所述的滑動(dòng)聯(lián)接裝置(3)包括滑塊和固定滑塊的滑動(dòng)銷釘(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式徑向變形傳感器，其特征在于:所述的分段緊固環(huán)(5)由多個(gè)柔性硅橡膠條(9)串聯(lián)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式徑向變形傳感器，其特征在于:所述的底座(1)和分段緊固環(huán)(5)由合金鋁制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式徑向變形傳感器，其特征在于:所述剛性過(guò)渡梁(4)由不銹鋼材制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式徑向變形傳感器，其特征在于:所述的懸臂梁(2)由彈性材料制作。
【文檔編號(hào)】G01B7/16GK104482854SQ201410773888
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】趙曉東, 路貴林, 汪平生, 呂亞 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)