專利名稱：埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于現(xiàn)場潰壩試驗的計時器，屬于室外現(xiàn)場潰 壩試驗器件技術領域。
背景技術：
目前，出于對大壩和堤防安全的考慮，人們越來越重視對壩體潰決 機理的研究。在現(xiàn)有對壩體潰決機理的研究中，潰壩模型試驗是非常重 要的研究手段，其中的一種是進行室外現(xiàn)場潰壩模型試驗。在這種室外 現(xiàn)場潰壩模型試驗中，通常是通過采集壩體模型在多點處逐漸潰決的時 間數(shù)據(jù)，以獲得壩體模型多點處逐漸潰決的高程、水平距離與時間構(gòu)成 的時間等值線過程圖，從而利于進行壩體潰決機理的分析研究。
據(jù)發(fā)明人了解，在上述現(xiàn)有室外現(xiàn)場潰壩試驗中用于記錄壩體模型 在多點高程逐漸潰決時間的計時器，目前國內(nèi)鮮有報道。另據(jù)發(fā)明人所
知的是，2002年歐盟IMPACT項目中曾研發(fā)有"tilt sensor"(傾斜傳感 器)，據(jù)對該項目的有限報道，該傳感器是采用電子觸發(fā)式計時器，其主 要結(jié)構(gòu)包括設置于封閉殼體內(nèi)的電池、計時芯片和輸出端口等；但從 該項目的有限報道看，該傳感器結(jié)構(gòu)復雜、制作難度大、成本高，而且 精密電子器件在現(xiàn)場潰壩中容易損壞，因而可靠性差、不便反復使用。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術問題是，提出一種結(jié)構(gòu)簡單可靠、不易損 壞并便于反復用于室外現(xiàn)場潰壩模型試驗的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀。
本實用新型的技術方案是 一種埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，包括 可封閉的殼體，所述殼體內(nèi)分別固定有帶按鈕開關的記時器和觸發(fā)器， 所述觸發(fā)器含有彈力機構(gòu)、錘體和銷針，所述彈力機構(gòu)由固定在殼體內(nèi)壁的座套和設于座套內(nèi)彼此相連的頂桿、彈簧構(gòu)成，所述頂桿穿出座套 并抵靠在記時器的按鈕開關上，所述錘體水平放置在座套頂部，所述錘
體、座套和頂桿上開有對應的三個通孔；所述銷針穿裝于通孔內(nèi)，其靠 近錘體的 一端制有凸部；所述殼體采用浮性材料制作。
進行現(xiàn)場潰壩試驗時，先將本實用新型的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時 儀保持殼體內(nèi)的錘體呈水平狀態(tài)，并分層逐個埋入室外現(xiàn)場潰壩試驗的 壩體模型內(nèi)的各點處，此時水平放置在座套頂部錘體處于靜止狀態(tài)，銷
針處于豎直狀態(tài)并在錘體自重的限制下將頂桿固定住不動，同時被頂桿 抵靠的記時器按鈕開關處于關閉狀態(tài)。當試驗中的壩體模型出現(xiàn)潰決時， 本實用新型的各個計時儀即隨著壩體模型的潰決而傾倒，此時殼體內(nèi)的 錘體即沿著座套頂部側(cè)翻滾動，由于銷針只是穿裝在通孔內(nèi)而不與任何 物件固定，側(cè)翻滾動的錘體即會撞擊銷針一端的凸部，受到撞擊的銷針 很容易地即從通孔內(nèi)退出，在銷針退出通孔后，失去銷針約束的頂桿在 彈簧彈力作用下彈出并頂壓記時器的按鈕開關，使記時器處于打開狀態(tài)，
隨即記時器開始記錄時間數(shù)據(jù)。潰決后落入水中的本發(fā)明的各個計時儀 可以漂浮在水面上，因此可以方便地打撈回收。將打撈的本實用新型各 個計時儀拆封后可得到壩體模型內(nèi)各點處潰決的時間數(shù)據(jù)，然后即可繪 制壩體;^莫型逐漸潰決的時間等值線過程圖。
本實用新型的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，通過設計銷針直接穿裝 在錘體和頂桿上形成的簡單機械式觸發(fā)結(jié)構(gòu)，可以方便地實現(xiàn)在未潰壩 時(即錘體處于水平靜止狀態(tài)時)約束頂桿并保持記時器處于關閉狀態(tài)， 而在潰壩時(即錘體處于傾倒狀態(tài)時)迅捷彈動頂桿使記時器打開記錄 時間數(shù)據(jù)；相比現(xiàn)有電子式觸發(fā)計時器，更加經(jīng)久耐用，同時也填補了 國內(nèi)現(xiàn)場潰壩試驗缺乏計時儀器的空白，最終有力保證室外現(xiàn)場潰壩試 驗的順利完成。


以下結(jié)合附圖對本實用新型的作進一步說明。
圖1是本實用新型實施例一埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀的使用狀態(tài)示意圖。
圖3是本實用新型實施例二埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一
本實施例的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀如圖1所示，包括可封閉的 殼體1，在殼體1內(nèi)分別固定有帶按^L開關2的記時器3和觸發(fā)器。觸發(fā) 器含有彈力機構(gòu)、錘體4和銷針5，彈力機構(gòu)由固定在殼體l內(nèi)壁的座套 6和設于座套6內(nèi)彼此相連的頂桿7、彈簧8構(gòu)成。頂桿7穿過座套6抵 靠在記時器3的按鈕開關2上，錘體4水平放置在座套6頂部。錘體4、 座套6和頂桿7上分別開有對應的三個通孔，分別是第一通孔9、第二通 孔10和第三通孔11;銷針5穿裝于三個通孔內(nèi)，銷針5靠近錘體4的一 端制有凸部12,凸部12呈球狀。殼體1采用PVC材料制成立方體，其外 形尺寸范圍均是10cm~ 15cm。
錘體4是金屬錘體(如銅錘體)，銷針5是金屬銷針(如銅針)，記 時器3是秒表。在殼體1內(nèi)的空隙處填充有EPS材料(發(fā)泡聚苯乙烯 Expanded Poly-Styrol ),殼體1外壁涂有易于識別顏色的涂層或發(fā)光涂 層。殼體1分制成對合的兩部分，兩部分的接觸面上設有止水槽，槽內(nèi) 涂^^工業(yè)橡皮泥。
為滿足錘體4撞擊銷針5的動力要求，通過反復試驗，本實施例的 計時儀應滿足如下物理條件6M0尸；其中錘體4重量，/-銷針5與 頂桿7之間的摩擦力，/=//lAz， //-銷針5與頂桿7之間的摩擦系數(shù)， △ z-彈簧8的預壓縮長度，h彈簧勁度系數(shù)(通過變化彈簧圈直徑、彈簧圈線經(jīng)計算、試驗確定)。
本實施例的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀使用時，如圖2，在試驗壩體模型 14填筑過程中，將多個本實施例的計時儀編號并保持殼體1內(nèi)的錘體4 呈水平狀態(tài)分層逐個埋入壩體模型14內(nèi)的各點處。此時水平放置在座套 6頂部錘體處于靜止狀態(tài)，銷針5處于豎直狀態(tài)并在錘體4自重的限制下 將頂桿7固定住不動，同時被頂桿7抵靠的記時器3的按鈕開關2處于 關閉狀態(tài)。當試驗中的壩體模型14出現(xiàn)潰決時，本實用新型的各個計時 儀即隨著壩體模型14的潰決而傾倒，此時殼體1內(nèi)的錘體4即沿著座套 6頂部側(cè)翻滾動，由于銷針5只是穿裝在三個通孔內(nèi)而不與任何物件固定， 側(cè)翻滾動的錘體4即會撞擊銷針一端的凸部12,受到撞擊的銷針5很容 易地即從三個通孔內(nèi)退出，在銷針5退出三個通孔后，失去銷針5約束 的頂桿7在彈簧8彈力作用下彈出并頂壓記時器3的按鈕開關2，使記時 器3處于打開狀態(tài)，隨即記時器3開始記錄時間凄t據(jù)。潰決后落入水中 的本實用新型的各個計時儀在浮性材料作用下漂浮在水面上并易于被發(fā) 現(xiàn)，因此可以方便地打撈回收。將打撈回收的本實用新型各個計時儀拆 封后可得到壩體模型內(nèi)各點處潰決的時間數(shù)據(jù)，然后即可繪制壩體模型 逐漸潰決的時間等值線過程圖。 實施例二
本實施例的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀結(jié)構(gòu)與實施例一基本相同， 所不同的如圖3所示，1 )在殼體1內(nèi)位于錘體4 一側(cè)設有相對水平面傾 斜的軌道板13，軌道板13 —端伸入錘體4與記時器3之間，軌道板13 另一端固定于殼體l內(nèi)壁上，錘體4兩側(cè)分別抵靠在軌道板13和殼體1 內(nèi)壁上；銷針5—端的凸部12與銷針5垂直成T形。
這樣，本實施例進一步的效果有l(wèi))在未潰壩時，錘體4可以在軌 道板13和殼體1內(nèi)壁的約束下更好地保持水平靜止狀態(tài)；2 )在潰壩時， 可以使傾倒的錘體4沿軌道板13滾動，提高錘體4傾倒?jié)L動狀態(tài)的穩(wěn)定性；3 )銷針5更易受到傾倒的錘體4的撞擊，從而使記時器3能更迅速 地i皮觸發(fā)而記時。
本實用新型的埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀不局限于上述各實施例， 比如1)記時器3也可以采用其他帶按^組開關的記時器；2)殼體1也 可以采用其他耐腐蝕浮性材料制作，錘體4和銷針5也可以釆用其他材 料制作；3)凸部12也可以是其他形狀；4 )殼體也可以分制成對合封閉 的三部分或多部分，或者殼體采用其他封閉結(jié)構(gòu)；5)實施例一、二的方 案可以相互組合；等等。凡采用等同替換形成的技術方案，均落在本實 用新型要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于包括可封閉的殼體，所述殼體內(nèi)分別固定有帶按鈕開關的記時器和觸發(fā)器，所述觸發(fā)器含有彈力機構(gòu)、錘體和銷針，所述彈力機構(gòu)由固定在殼體內(nèi)壁的座套和設于座套內(nèi)彼此相連的頂桿、彈簧構(gòu)成，所述頂桿穿出座套并抵靠在記時器的按鈕開關上，所述錘體水平放置在座套頂部，所述錘體、座套和頂桿上開有對應的三個通孔；所述銷針穿裝于通孔內(nèi)，其靠近錘體的一端制有凸部；所述殼體采用浮性材料制作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于 所述殼體內(nèi)位于4垂體一側(cè)設有相對水平面傾斜的軌道板；所述軌道板一 端伸入錘體與記時器之間，其另一端固定于殼體內(nèi)壁上；所述錘體兩側(cè) 分別抵靠在軌道板和殼體內(nèi)壁上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于 所述錘體重量和銷針與頂桿之間摩擦力滿足的關系式是。10尸；其中《-錘體重量，尸-銷針與頂桿之間的摩擦力，/= 〃lAx， 〃-銷針與頂桿之 間的摩擦系數(shù)，Ax-彈簧的預壓縮長度，1-彈簧勁度系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于 所述殼體的外形尺寸范圍均是10cm~ 15cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于 所述錘體是金屬錘體，所述銷針是金屬銷針，所述記時器是秒表。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于 所述殼體內(nèi)的空隙處填充有EPS材料，其外壁涂有易于識別顏色的涂層 或發(fā)光涂層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于 所述凸部呈球狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特征在于 所述凸部與銷針垂直成T形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8之任一所述埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，其特 征在于所述殼體分制成對合封閉的兩部分，其兩部分的接觸面上設有 止水槽；所述止水槽內(nèi)涂:昧工業(yè)橡皮泥。
專利摘要本實用新型涉及一種埋入式現(xiàn)場潰壩試驗計時儀，屬于室外潰壩試驗器件技術領域。該計時儀包括可封閉的殼體，殼體內(nèi)分別固定有帶按鈕開關的記時器和觸發(fā)器，觸發(fā)器含有彈力機構(gòu)、錘體和銷針，彈力機構(gòu)由固定在殼體內(nèi)壁的座套和設于座套內(nèi)彼此相連的頂桿、彈簧構(gòu)成，頂桿穿出座套并抵靠在記時器的按鈕開關上，錘體水平放置在座套頂部，錘體、座套和頂桿上開有對應的三個通孔；銷針穿裝于通孔內(nèi)，其靠近錘體的一端制有凸部；殼體采用浮性材料制作。該計時儀通過銷針直接穿裝在錘體和頂桿上形成的簡單機械式觸發(fā)結(jié)構(gòu)，相比現(xiàn)有電子式觸發(fā)計時器更加經(jīng)久耐用，有力保證室外現(xiàn)場潰壩試驗的順利完成。
文檔編號G04B47/00GK201378259SQ20092003960
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者宣國祥, 云 李, 君 李, 王曉剛, 岳 黃 申請人:水利部交通部電力工業(yè)部南京水利科學研究院