圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械液壓、電子測(cè)量系統(tǒng)，尤其涉及一種圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，可對(duì)鉆孔應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)儀一類的儀器的等效彈性模量進(jìn)行傳遞函數(shù)測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]傳遞函數(shù)反映了觀測(cè)系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的函數(shù)關(guān)系，包括幅頻、相頻響應(yīng)。當(dāng)觀測(cè)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜的時(shí)候，采用解析或直接精確測(cè)試的方法較為困難。目前，較為普遍的做法是采用階躍信號(hào)響應(yīng)高階擬合法，即對(duì)測(cè)試系統(tǒng)輸入一個(gè)陡沿的階躍信號(hào)，根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)在此階躍信號(hào)下的響應(yīng)情況(輸出值)，進(jìn)行高階擬合，從而測(cè)定觀測(cè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
[0003]在地球物理及大地觀測(cè)中，經(jīng)常使用各種鉆孔類儀器，對(duì)鉆孔內(nèi)的地應(yīng)力、地應(yīng)變進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)中，首先在地殼待測(cè)部位打孔，再將觀測(cè)探頭下放到待測(cè)孔段，使用水泥澆注或機(jī)械支撐的方式將觀測(cè)探頭與孔壁耦合，使探頭與孔壁達(dá)到焊接耦合的邊界條件。這樣鉆孔內(nèi)巖石的變形便會(huì)傳遞到探頭上，應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)探頭根據(jù)這一變形達(dá)到觀測(cè)的目的。
[0004]為了適應(yīng)觀測(cè)環(huán)境及觀測(cè)的要求，這一類儀器的等效模量較高(一般在13Mpa或更高)，使用階躍信號(hào)響應(yīng)法測(cè)定其傳遞函數(shù)，需要各向規(guī)則、足夠大的、陡沿的階躍式力信號(hào)。大型的高精度機(jī)械可以提供足夠大的、各向規(guī)則，精確的力，但是很難滿足陡沿信號(hào)的要求;一般的階躍信號(hào)源，雖然足夠精確和陡沿，但是信號(hào)強(qiáng)度不夠，無(wú)法使應(yīng)力應(yīng)變探頭產(chǎn)生足夠大的變形。因此，鉆孔應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)探頭這一類等效模量較高的設(shè)備，目前無(wú)法測(cè)試其傳遞函數(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種泄壓速度快、可以測(cè)試應(yīng)力應(yīng)變探頭的傳遞函數(shù)的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本實(shí)用新型的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，包括液壓艙，所述液壓艙內(nèi)設(shè)有待測(cè)探頭和液壓傳感器，所述液壓艙連接有快速卸壓閥、進(jìn)水管和出水管，所述進(jìn)水管上設(shè)有液壓栗和單向截止閥，所述出水管上設(shè)有流量控制閥門(mén)，所述待測(cè)探頭和液壓傳感器分別通過(guò)信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集器連接。
[0008]由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，利用水的不可壓縮性，其快速卸壓過(guò)程可為應(yīng)力應(yīng)變探頭提供一個(gè)足夠陡沿的階躍信號(hào)，同時(shí)液壓艙內(nèi)的壓力屬于液體圍壓，壓力各相同性，足夠規(guī)則，就現(xiàn)有技術(shù)而言液壓壓力也可以做到足夠大，因此滿足階躍信號(hào)的測(cè)試要求。通過(guò)測(cè)試水壓卸壓過(guò)程中應(yīng)力應(yīng)變探頭的響應(yīng)，并做高階擬合，就可以測(cè)試應(yīng)力應(yīng)變探頭的傳遞函數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0011]本實(shí)用新型的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0012]包括液壓艙，所述液壓艙內(nèi)設(shè)有待測(cè)探頭和液壓傳感器，所述液壓艙連接有快速卸壓閥、進(jìn)水管和出水管，所述進(jìn)水管上設(shè)有液壓栗和單向截止閥，所述出水管上設(shè)有流量控制閥門(mén)，所述待測(cè)探頭和液壓傳感器分別通過(guò)信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集器連接。
[0013]所述快速卸壓閥設(shè)有電控開(kāi)關(guān)和口徑在1mm以上的大口徑出口。
[0014]所述快速卸壓閥置于液壓艙的頂部。
[0015]所述進(jìn)水管和出水管的下端分別與蓄水槽連接。
[0016]該系統(tǒng)利用液體不可壓縮的特性和液體加壓后卸壓速度快的特性，提供陡沿的階躍信號(hào)。
[0017]本實(shí)用新型的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，使用液壓艙對(duì)鉆孔應(yīng)力應(yīng)變探頭進(jìn)行加壓及快速卸壓，利用水的不可壓縮性，其快速卸壓過(guò)程可為應(yīng)力應(yīng)變探頭提供一個(gè)足夠陡沿的階躍信號(hào)，同時(shí)液壓艙內(nèi)的壓力屬于液體圍壓，壓力各相同性，足夠規(guī)貝1J，就現(xiàn)有技術(shù)而言液壓壓力也可以做到足夠大，因此滿足階躍信號(hào)的測(cè)試要求。通過(guò)測(cè)試水壓卸壓過(guò)程中應(yīng)力應(yīng)變探頭的響應(yīng)，并做高階擬合，就可以測(cè)試應(yīng)力應(yīng)變探頭的傳遞函數(shù)?？蓪?duì)鉆孔應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)儀一類的儀器的等效彈性模量進(jìn)行傳遞函數(shù)測(cè)試。
[0018]具體實(shí)施例:
[0019]如圖1所示，測(cè)試系統(tǒng)包括:液壓艙1、待測(cè)探頭2、液壓栗8、單向截止閥7、流量控制閥門(mén)3、液壓傳感器6、快速卸壓閥5、數(shù)據(jù)采集器9、蓄水槽4。液壓艙I與液壓栗8連接，通過(guò)液壓栗可向液壓艙I內(nèi)注水，并將液壓艙I內(nèi)壓力提高到O?4Mpa。在液壓艙I內(nèi)安裝有液壓傳感器6，用于記錄液壓艙I內(nèi)的壓力變化。液壓艙頂部安裝有快速卸壓閥5，在注水打壓過(guò)程中，快速卸壓閥5打開(kāi)，可將液壓艙I內(nèi)空氣排出，保證水充滿整個(gè)液壓艙I體，液壓艙I內(nèi)無(wú)存留空氣。在實(shí)際使用中，打壓直至水流從快速卸壓閥5 口噴出且無(wú)氣泡后關(guān)閉開(kāi)關(guān)，此時(shí)液壓艙I內(nèi)為滿水狀態(tài)O
[0020]快速卸壓閥5為電控開(kāi)關(guān)，可快速打開(kāi)。將待測(cè)探頭2放入液壓艙I，聯(lián)通壓力傳感器6，并使待測(cè)探頭2進(jìn)入工作狀態(tài)，記錄其輸出值;打開(kāi)快速卸壓閥，注水打壓，待水流從快速卸壓閥5口噴出，且無(wú)氣泡，隨即關(guān)閉開(kāi)關(guān);調(diào)節(jié)液壓栗8，使液壓艙I內(nèi)達(dá)到合適壓力;保持此壓力，待壓力傳感器6及測(cè)試探頭2的輸出值穩(wěn)定后，打開(kāi)快速卸壓閥5;由于水的不可壓縮性，快速卸壓閥5打開(kāi)的同時(shí)，液壓艙2內(nèi)壓力會(huì)迅速降低，產(chǎn)生壓力階躍，相當(dāng)于對(duì)待測(cè)探頭2施加了一個(gè)階躍信號(hào)。記錄液壓艙I內(nèi)壓力變化過(guò)程和探頭的輸出值。根據(jù)壓力階躍信號(hào)和待測(cè)探頭2的輸出值，進(jìn)行高階線性擬合，就可以計(jì)算出測(cè)試探頭2的傳遞函數(shù)。
[0021]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括液壓艙，所述液壓艙內(nèi)設(shè)有待測(cè)探頭和液壓傳感器，所述液壓艙連接有快速卸壓閥、進(jìn)水管和出水管，所述進(jìn)水管上設(shè)有液壓栗和單向截止閥，所述出水管上設(shè)有流量控制閥門(mén)，所述待測(cè)探頭和液壓傳感器分別通過(guò)信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述快速卸壓閥設(shè)有電控開(kāi)關(guān)和口徑在I Omm以上的大口徑出口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述快速卸壓閥置于液壓艙的頂部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)水管和出水管的下端分別與蓄水槽連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種圍壓式鉆孔應(yīng)力應(yīng)變儀傳遞函數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，包括液壓艙，液壓艙內(nèi)設(shè)有待測(cè)探頭和液壓傳感器，液壓艙連接有快速卸壓閥、進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管上設(shè)有液壓泵和單向截止閥，出水管上設(shè)有流量控制閥門(mén)，待測(cè)探頭和液壓傳感器分別通過(guò)信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集器連接。該系統(tǒng)利用液體不可壓縮的特性和液體加壓后卸壓速度快的特性，提供陡沿的階躍信號(hào)，可對(duì)鉆孔應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)儀一類的儀器的等效彈性模量進(jìn)行傳遞函數(shù)測(cè)試。
【IPC分類】G01L25/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205300842
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】陳征, 熊玉珍, 董云開(kāi), 喻建軍, 李濤, 吳立恒, 王海忠, 劉鳳秋, 李宏
【申請(qǐng)人】中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日