專利名稱：巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及巖石變形傳感器標(biāo)定技術(shù)，更具體涉及一種巖石徑向變形傳感器 標(biāo)定裝置，運(yùn)用于巖石室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)標(biāo)定或校準(zhǔn)徑向變形傳感器。
背景技術(shù)：
巖石室內(nèi)單軸、常規(guī)三軸試驗(yàn)是獲得巖石物理力學(xué)性質(zhì)最基本、最重要的方法，傳 感器的準(zhǔn)確性和精度直接關(guān)系到測(cè)試結(jié)果的可靠性，為了確保測(cè)試結(jié)果的有效性，必須定 期對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)。在巖石室內(nèi)試驗(yàn)中，通常采用的徑向變形傳感器大致包括三類懸臂式傳感器、鏈 條式傳感器、彈性鋼環(huán)式傳感器。鏈條式傳感器是通過(guò)開口端的直線拉伸來(lái)進(jìn)行標(biāo)定，不能 模擬實(shí)際工作狀態(tài)；懸臂式傳感器標(biāo)定時(shí)難于對(duì)中，存在安裝誤差；彈性鋼環(huán)式傳感器采 用梯形塔狀標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行標(biāo)定，重復(fù)性差。這三類標(biāo)定方法各不相同，不同標(biāo)定方法之間的系 統(tǒng)誤差無(wú)法確定。因此，開發(fā)一套能對(duì)各類傳感器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)的統(tǒng)一設(shè)備和技術(shù)十分 必要。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述存在問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種巖石徑向變形傳感器的標(biāo)定 裝置，該裝置通過(guò)位移轉(zhuǎn)換器將螺旋測(cè)微器的豎向位移轉(zhuǎn)換為橫向位移桿的水平向運(yùn)動(dòng)， 從而引起徑向變形傳感器產(chǎn)生膨脹，通過(guò)螺旋測(cè)微器的標(biāo)準(zhǔn)位移值和傳感器顯示的測(cè)量值 對(duì)比，就可以對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定。為了實(shí)現(xiàn)本目的，其技術(shù)解決方案為巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置由螺旋測(cè)微器和位移轉(zhuǎn)換裝置組成，所述的位移轉(zhuǎn) 換裝置由連接固定套筒，位移轉(zhuǎn)換器，導(dǎo)向連接器，橫向位移桿，彈簧及螺帽構(gòu)成，連接固定 套筒位于導(dǎo)向連接器的上方，連接固定套筒與導(dǎo)向連接器上的止臺(tái)之間采用螺紋連接，位 移轉(zhuǎn)換器上部為圓柱形桿，圓柱桿頂部為球形觸頭，下部呈圓錐狀，錐面傾角為45°，導(dǎo)向 連接器為圓環(huán)狀，位移轉(zhuǎn)換器上部圓柱形桿活動(dòng)的貫穿導(dǎo)向連接器的止臺(tái)，置于連接固定 套筒中，位移轉(zhuǎn)換器的下部置于導(dǎo)向連接器中，位移轉(zhuǎn)換器球形觸頭下方設(shè)有螺帽，彈簧套 裝在位移轉(zhuǎn)換器圓柱形桿上，并位于螺帽和導(dǎo)向連接器的止臺(tái)之間，在位移轉(zhuǎn)換器的側(cè)壁 沿圓周方向均勻開有對(duì)稱的四個(gè)圓孔，四根橫向位移桿活動(dòng)的裝在位移轉(zhuǎn)換器側(cè)壁上的四 個(gè)圓孔中，橫向位移桿一端為半球形，另一端為傾角45°的斜面，螺旋測(cè)微器套裝在連接固 定套筒內(nèi)，并位于位移轉(zhuǎn)換器球形觸頭上方，采用螺釘固定。標(biāo)定時(shí)，將待標(biāo)定的徑向變形傳感器套在導(dǎo)向連接器上，與橫向位移桿保持接觸， 轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測(cè)微器上方旋紐使之產(chǎn)生向下的位移，這一位移經(jīng)位移轉(zhuǎn)換器傳遞給橫向位移 桿，使之產(chǎn)生水平向位移，從而推動(dòng)徑向變形傳感器產(chǎn)生直徑方向的位移，徑向變形傳感器 的開口因而會(huì)張開，與徑向變形傳感器相連的數(shù)據(jù)采集器通過(guò)計(jì)算機(jī)就會(huì)把傳感器開口的 變化量記錄下來(lái)。由于位移轉(zhuǎn)換器錐面傾角為45°，橫向位移桿的水平位移和螺旋測(cè)微器的豎向位移相等，則徑向變形傳感器直徑方向的位移標(biāo)準(zhǔn)值為螺旋測(cè)微器位移的2倍，計(jì) 算機(jī)采集到的讀數(shù)則是徑向變形傳感器的測(cè)量值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值之間的比例關(guān)系， 就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)徑向變形傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)。本實(shí)用新型的巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置主要用于解決目前巖石試驗(yàn)中三類 不同形式徑向傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)，解決了傳感器不同標(biāo)定方法之間存在標(biāo)定精度及誤差 分析不統(tǒng)一的問(wèn)題。本實(shí)用新型的標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，操作方便，適用性廣，可以 用于對(duì)當(dāng)前常用的三類徑向變形傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)。

附圖為本實(shí)用新型的巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；其中1_螺旋測(cè)微器、2-連接固定套筒、3-位移轉(zhuǎn)換器、4-導(dǎo)向連接器、5-橫向位 移桿、6_彈簧、7-螺帽、8-螺釘
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置由螺旋測(cè)微器1和位移轉(zhuǎn)換裝置組成，所述的位移 轉(zhuǎn)換裝置由連接固定套筒2，位移轉(zhuǎn)換器3，導(dǎo)向連接器4，橫向位移桿5，彈簧6及螺帽7 構(gòu)成，連接固定套筒2制作材料為不銹鋼，位于導(dǎo)向連接器4的上方，連接固定套筒2與導(dǎo) 向連接器4上的止臺(tái)之間采用螺紋連接，位移轉(zhuǎn)換器3制作材料為不銹鋼，上部為圓柱形 桿，圓柱桿頂部為球形觸頭，以確保與螺旋測(cè)微器1接觸良好，下部呈圓錐狀，錐面傾角為 45°，以便能將螺旋測(cè)微器1的豎向位移同等大小轉(zhuǎn)換為橫向位移桿5的水平位移，導(dǎo)向連 接器4為圓環(huán)狀，上部帶一個(gè)小止臺(tái)，制作材料為不銹鋼，外圓直徑為50mm，與標(biāo)準(zhǔn)巖樣尺 寸一致，位移轉(zhuǎn)換器3上部圓柱形桿活動(dòng)的貫穿導(dǎo)向連接器4的止臺(tái)，置于連接固定套筒2 中，位移轉(zhuǎn)換器3的下部置于導(dǎo)向連接器4中，位移轉(zhuǎn)換器3球形觸頭下方設(shè)有螺帽7，彈簧 6套裝在位移轉(zhuǎn)換器3圓柱形桿上，并位于螺帽7和導(dǎo)向連接器4的止臺(tái)之間，其作用在于 將位移轉(zhuǎn)換器3活動(dòng)支撐在連接固定套筒2與導(dǎo)向連接器4上，當(dāng)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)彈簧6被向 下壓縮，待標(biāo)定完成后彈簧6回彈帶著位移轉(zhuǎn)換器3回復(fù)原位，在位移轉(zhuǎn)換器3的側(cè)壁沿圓 周方向均勻開有對(duì)稱的四個(gè)圓孔，四根橫向位移桿5活動(dòng)的裝在位移轉(zhuǎn)換器3側(cè)壁上的四 個(gè)圓孔中，橫向位移桿5制作材料為不銹鋼，形狀為圓柱桿，一端為半球形，形成外觸頭，以 確保與待標(biāo)定的徑向變形傳感器接觸良好，另一端為傾角45°的斜面，與位移轉(zhuǎn)換器3的 錐面接觸，螺旋測(cè)微器1套裝在連接固定套筒2內(nèi)，并位于位移轉(zhuǎn)換器3球形觸頭上方，采 用螺釘8固定，螺旋測(cè)微器1的活動(dòng)端可以在連接固定套筒2內(nèi)上下移動(dòng)。標(biāo)定裝置在使 用時(shí)通常固定在支架上。本實(shí)用新型巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置對(duì)三類巖石徑向變形傳感器的標(biāo)定和 校準(zhǔn)。實(shí)施例1 對(duì)鏈條式徑向變形傳感器的標(biāo)定。標(biāo)定的主要過(guò)程如下1、將四根橫向位移桿5的球形外觸頭套裝一個(gè)標(biāo)定鋼環(huán)，將鏈條式徑向變形傳感器的鏈條繞在標(biāo)定鋼環(huán)上，并安裝好傳感器；2、勻速緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測(cè)微器1上方旋紐，逐級(jí)施加向下的位移，經(jīng)位移轉(zhuǎn)換器3傳 遞給橫向位移桿5，使之產(chǎn)生水平向位移，帶動(dòng)鋼環(huán)8開口端增大，鏈條開口端隨之增大，與 徑向變形傳感器相連的數(shù)據(jù)采集器通過(guò)計(jì)算機(jī)就會(huì)記錄下傳感器開口端的變化量。3、通過(guò)分析標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值之間的比例關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)徑向變形傳感器的標(biāo)定和校 準(zhǔn)。實(shí)施例2 對(duì)彈性鋼環(huán)式徑向變形傳感器的標(biāo)定。標(biāo)定的主要過(guò)程如下1、將徑向變形傳感器的彈性鋼環(huán)套裝在四根橫向位移桿5的球形外觸頭上；2、勻速緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測(cè)微器1上方旋紐，逐級(jí)施加向下的位移，經(jīng)位移轉(zhuǎn)換器3傳 遞給橫向位移桿5，使之產(chǎn)生水平向位移，帶動(dòng)徑向變形傳感器的彈性鋼環(huán)開口端增大，與 徑向變形傳感器相連的數(shù)據(jù)采集器通過(guò)計(jì)算機(jī)就會(huì)記錄下傳感器開口端的變化量。3、通過(guò)分析標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值之間的比例關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)徑向變形傳感器的標(biāo)定和校 準(zhǔn)。實(shí)施例3 對(duì)懸臂式徑向變形傳感器的標(biāo)定。標(biāo)定的主要過(guò)程如下1、將懸臂式徑向變形傳感器懸掛在導(dǎo)向連接器4上，使其四個(gè)懸臂上的螺釘分別 與四根橫向位移桿5的球形外觸頭保持良好接觸；2、勻速緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測(cè)微器1上方旋紐，逐級(jí)施加向下的位移，經(jīng)位移轉(zhuǎn)換器3傳 遞給橫向位移桿5，使之產(chǎn)生水平向位移，帶動(dòng)徑向變形傳感器的四個(gè)懸臂向外張開，與徑 向變形傳感器相連的數(shù)據(jù)采集器通過(guò)計(jì)算機(jī)就會(huì)記錄下傳感器懸臂的張開量。3、通過(guò)分析標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值之間的比例關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)徑向變形傳感器的標(biāo)定和校 準(zhǔn)。
權(quán)利要求巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置，包括螺旋測(cè)微器(1)，其特征在于巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置由螺旋測(cè)微器(1)和位移轉(zhuǎn)換裝置組成，所述的位移轉(zhuǎn)換裝置由連接固定套筒(2)，位移轉(zhuǎn)換器(3)，導(dǎo)向連接器(4)，橫向位移桿(5)，彈簧(6)及螺帽(7)構(gòu)成，連接固定套筒(2)位于導(dǎo)向連接器(4)的上方，連接固定套筒(2)與導(dǎo)向連接器(4)上的止臺(tái)之間采用螺紋連接，位移轉(zhuǎn)換器(3)上部為圓柱形桿，圓柱桿頂部為球形觸頭，下部呈圓錐狀，錐面傾角為45°，導(dǎo)向連接器(4)為圓環(huán)狀，位移轉(zhuǎn)換器(3)上部圓柱形桿活動(dòng)的貫穿導(dǎo)向連接器(4)的止臺(tái)，置于連接固定套筒(2)中，位移轉(zhuǎn)換器(3)的下部置于導(dǎo)向連接器(4)中，位移轉(zhuǎn)換器(3)球形觸頭下方設(shè)有螺帽(7)，彈簧(6)套裝在位移轉(zhuǎn)換器(3)圓柱形桿上，并位于螺帽(7)和導(dǎo)向連接器(4)的止臺(tái)之間，在位移轉(zhuǎn)換器(3)的側(cè)壁沿圓周方向均勻開有對(duì)稱的四個(gè)圓孔，四根橫向位移桿(5)活動(dòng)的裝在位移轉(zhuǎn)換器(3)側(cè)壁上的四個(gè)圓孔中，橫向位移桿(5)一端為半球形，另一端為傾角45°的斜面，螺旋測(cè)微器(1)套裝在連接固定套筒(2)內(nèi)，并位于位移轉(zhuǎn)換器(3)球形觸頭上方，采用螺釘(8)固定。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置，運(yùn)用于巖石室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)標(biāo)定或校準(zhǔn)徑向變形傳感器。巖石徑向變形傳感器標(biāo)定裝置由螺旋測(cè)微器和位移轉(zhuǎn)換裝置組成，所述的位移轉(zhuǎn)換裝置由連接固定套筒，位移轉(zhuǎn)換器，導(dǎo)向連接器，橫向位移桿，彈簧及螺帽構(gòu)成，標(biāo)定時(shí)，將待標(biāo)定的徑向變形傳感器套在導(dǎo)向連接器上，與橫向位移桿保持接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測(cè)微器上方旋紐使之產(chǎn)生向下的位移，這一位移經(jīng)位移轉(zhuǎn)換器傳遞給橫向位移桿，使之產(chǎn)生水平向位移，本實(shí)用新型解決了傳感器不同標(biāo)定方法之間存在標(biāo)定精度及誤差分析不統(tǒng)一的問(wèn)題。本實(shí)用新型的標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，操作方便，適用性廣，可以用于對(duì)當(dāng)前常用的三類徑向變形傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01B21/32GK201740523SQ20102026787
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者胡元育, 艾東海, 高紅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所