專利名稱：一種振弦式孔隙水壓力傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測定巖土體內(nèi)孔隙液體壓力大小的振弦式 孔隙水壓力傳感器裝置。
背景技術(shù)：
目前，測定液體的壓力大小的方法主要有如下幾種 一是采用比 重較大的液體(如水銀)，二是采用機械式壓力表，再者采用各種壓 力傳感器。前兩種測定液體壓力的方法由于結(jié)構(gòu)簡單，反映的數(shù)值直 觀，對于室內(nèi)和野外能夠直接與被測液體接觸的條件下的液體壓力測 定比較合適，而對埋深較大、環(huán)境條件惡劣或者多孔隙介質(zhì)內(nèi)部液體 壓力的測定就較困難；壓力傳感器則一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、和
轉(zhuǎn)換電路三部分組成，結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜，但是，由于壓力傳感器量測 到的壓力信息可以通過轉(zhuǎn)換元件輸出，敏感元件就可以被安設(shè)到較復(fù) 雜的環(huán)境條件下進行壓力測定，因此，其應(yīng)用范圍越來越廣泛。目前， 壓力傳感器已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、資源調(diào)査、海洋探測、 醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、文物保護等領(lǐng)域。目前在監(jiān)測部門用于測壓的 壓力傳感器主要有電阻應(yīng)變式壓力傳感器(以硅壓阻為主)、壓電式壓 力傳感器(以石英晶體式為主)及振弦式壓力傳感器。第一種傳感器在
大量程范圍內(nèi)靈敏度低，且在高溫下穩(wěn)定性難以保證；第二種傳感器
雖然測試精度高，但電路復(fù)雜，價格昂貴，并且尺寸較大。而振弦式 壓力傳感器具有體積小、穩(wěn)定性好、耐高溫、價格低廉、精度高、抗 干擾能力強等優(yōu)點，并且其信號可直接長距離傳輸，測量電路可以放 置在地面而被廣泛應(yīng)用于監(jiān)測部門的壓力監(jiān)測中。
振弦式壓力傳感器由于結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，被廣泛地應(yīng)用到巖 土工程中，用于測量和監(jiān)測巖土體內(nèi)孔隙水的壓力大小。
國內(nèi)外用于測量和監(jiān)測巖土體內(nèi)孔隙的水壓力大小的振弦式壓 力傳感器的發(fā)展和更新速度都較快，但其更新和變化主要集中在探頭 材料，以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方面，探頭材料由原先的普通鋼材發(fā)展到銅、 不銹鋼、合金等滿足特定要求的材料，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)除了二次儀表的 智能化發(fā)展外，還在探頭自動識別、數(shù)據(jù)自動采集等方面進行了較大 的改進。但是在探頭自身方面除外形和尺寸上有一定的差別，在探頭 及附件結(jié)構(gòu)上，特別是在膜片外部保護膜片并使液體壓力傳給膜片的 前蓋空腔等附件沒有大的改進， 一般都是前蓋空腔下設(shè)有幾個進水 孔，再在前蓋空腔下接一帶孔的透水石，在探頭埋設(shè)前將前蓋空腔內(nèi) 充滿水，排除空氣，并將透水石完全飽和。但是這種結(jié)構(gòu)的探頭附件 是前蓋空腔處在探頭的下部，而前蓋空腔下部又設(shè)有進水孔，探頭飽 和后要保持透水石和前蓋空腔內(nèi)的水不流失，必須采取額外的措施， 如在探頭外再套一裝滿水的塑料袋。但是，在探頭埋設(shè)過程中，若操 作不小心，很容易造成空腔內(nèi)的水溢出而進入空氣，以及透水石飽和 度無法保證的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致探頭監(jiān)測到的水壓力滯后或不準(zhǔn)確，而 這一問題一直未得到解決。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種振弦式孔隙水壓力傳感器，它能解 決探頭前蓋空腔進氣和透水石飽和度難以保證的問題，保證測試結(jié)果 的準(zhǔn)確性，提高工作效率。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的其特征是該裝置由探頭(13)、
上部套環(huán)(8)、環(huán)形透水石(6)、空心圓錐形前蓋空腔錐體組成，可 以拆卸的帶出水口的上部套環(huán)(8)安裝在探頭(13)的上部，環(huán)形 透水石(6)安裝在探頭的中部，帶進水孔的空心圓錐形前蓋空腔錐 體(1)安裝在探頭的下部。
空心圓錐形前蓋空腔錐體(1)的上沿有進水孔，且進水孔的頂 部入口在拼裝完成后要高于探頭的膜片底部5 8mm。
環(huán)形透水石(6)安裝在探頭的中部，其內(nèi)徑與探頭外壁直徑相同。
上部套環(huán)(8)的下沿有出水孔，安裝好后，出水孔緊貼環(huán)形透 水石的上部。
在探頭埋設(shè)前，先將空心圓錐形前蓋空腔錐體內(nèi)充滿水，安裝好， 再將環(huán)形透水石套在探頭上，然后再將上部套環(huán)安裝好，上部套環(huán)內(nèi) 裝滿水。這樣在探頭的埋設(shè)過程中就可以保證空心圓錐形前蓋空腔內(nèi) 始終處于充水狀態(tài)，不會造成空腔內(nèi)的水體流失而形成夾氣泡的現(xiàn) 象，也可以保證環(huán)形透水石的飽和度，環(huán)形透水石和空心圓錐形空腔 的加工和安裝方便快捷，不需要改變探頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)簡單， 對試驗操作方法也無特殊的要求，操作方法簡單易行。


圖1是振弦式孔隙水壓力傳感器裝置整體圖
圖2是空心圓錐形前蓋空腔錐體結(jié)構(gòu)圖
圖3是環(huán)形透水石結(jié)構(gòu)圖
圖4是上部套環(huán)結(jié)構(gòu)圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)的說
明。如圖l所示空心圓錐形前蓋空腔錐體(1)、空心圓錐形前蓋空
腔上沿(2)、空心圓錐形前蓋空腔螺紋(3)、空心圓錐形前蓋空腔進 水孔(4)、探頭下部螺紋(5)、環(huán)形透水石(6)、探頭卜.部螺紋(7)、 上部套環(huán)(8)、上部套環(huán)下沿(9)、上部套環(huán)螺紋(10)、上部套環(huán) 出水口 (11)、穿線孔(12)、探頭(13)、振弦上固定板(14)、膜片 (15)、電纜線(16)。
圖1是振弦式孔隙水壓力傳感器裝置整體圖，由于本實用新型只 對振弦式孔隙水壓力傳感器的外部結(jié)構(gòu)和附件進行改進，不涉及探頭 內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以，圖中未繪制探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分，只繪制了探頭的簡 圖。
在安裝探頭附件之前，先按要求將環(huán)形透水石(6)通過煮沸或 抽真空飽和好，放在適宜的盛水容器中備用。然后將探頭及附件都放 入一便于人工操作安裝探頭附件的盛水容器中，水面以滿足安裝探頭 附件時能夠保證淹沒探頭及附件為宜，以便在安裝探頭附件的過程中 沒有氣泡進入探頭空心圓錐形前蓋空腔錐體(1)和環(huán)形透水石(6)
內(nèi)。
探頭及附件的安裝過程如下先將探頭的電纜線(16)穿過上部 套環(huán)(8)及穿線孔(12)，再將上部套環(huán)(8)通過上部套環(huán)螺紋(10)
和探頭上部螺紋(7)與探頭連接好，再將環(huán)形透水石(6)套在探頭 (13)上，然后將空心圓錐形前蓋空腔錐體(1)通過前蓋空腔螺紋 (3)和探頭下部螺紋(5)與探頭連接好即可。在探頭埋設(shè)前，先將 已安裝好探頭附件的探頭完全淹沒在盛水容器內(nèi)，在將探頭從盛水容 器內(nèi)取出時，將上部套環(huán)(8)與振弦上固定板(14)形成的容器內(nèi) 盛滿水。然后即可按照常規(guī)的探頭埋設(shè)方法進行探頭的埋設(shè)，因為探 頭上部套環(huán)(8)與振弦上固定板(14)形成的容器內(nèi)有水，在探頭 下放過程中就可以保證環(huán)形透水石(6)和空心圓錐形前蓋空腔錐體 (1)內(nèi)始終有水，而且不會出現(xiàn)空心圓錐形前蓋空腔錐體(1)與膜 片(15)之間腔體內(nèi)水溢出的情況。
本實用新型的有益效果是本實用新型振弦式孔隙水壓力傳感器 可有效避免振弦式孔隙水壓力傳感器前蓋空腔和透水石內(nèi)在探頭埋 設(shè)過程中進入空氣，使孔壓監(jiān)測結(jié)果更可靠，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
權(quán)利要求1. 一種振弦式孔隙水壓力傳感器裝置，其特征是該裝置由探頭(13)、上部套環(huán)(8)、環(huán)形透水石(6)、空心圓錐形前蓋空腔錐體組成，可以拆卸的帶出水口的上部套環(huán)(8)安裝在探頭(13)的上部，環(huán)形透水石(6)安裝在探頭的中部，帶進水孔的空心圓錐形前蓋空腔錐體(1)安裝在探頭的下部。
2. 根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種振弦式孔隙水壓力傳感器裝置， 其特征是空心圓錐形前蓋空腔錐體(1)的上沿有進水孔，且進水孔 的頂部入口在拼裝完成后要高于探頭的膜片底部5 8mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振弦式孔隙水壓力傳感器裝置， 其特征是環(huán)形透水石(6)安裝在探頭的中部，其內(nèi)徑與探頭外壁直 徑相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振弦式孔隙水壓力傳感器裝置， 其特征是上部套環(huán)(8)的下沿有出水孔，安裝好后，出水孔緊貼環(huán) 形透水石的上部。
專利摘要一種測定巖土體內(nèi)液體壓力的振弦式孔隙水壓力傳感器裝置，該實用新型是由可以拆卸的探頭、上部套環(huán)、環(huán)形透水石、空心圓錐形前蓋空腔錐體組成，空心圓錐形前蓋空腔上沿設(shè)有進水孔，可以保證前蓋空腔內(nèi)的水不會溢出，環(huán)形透水石安裝在探頭的中部，上部套環(huán)的下沿有出水孔，在探頭埋設(shè)過程中在上部套環(huán)內(nèi)裝滿水，可以保證環(huán)形透水石始終保持飽和狀態(tài)，這樣就避免了探頭在埋設(shè)過程中探頭前蓋空腔內(nèi)進入空氣和透水石飽和度難以保持的情況出現(xiàn)。
文檔編號G01L7/02GK201203493SQ200820066240
公開日2009年3月4日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者孔令偉, 郭愛國 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所