專利名稱：電測多點(diǎn)伸長計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬地質(zhì)位移測量儀器。
電測多點(diǎn)伸長計(jì)已有如下幾種產(chǎn)品英國的Geotechnical Instruments(UK)有限公司出品的FE型；美國的Geo Kon公司出品的7000型及Sinco出品的4-CSLT(R)；德國的KurtStitz Meβgerate und Apparatebau和法國TELEMAC公司出品的串聯(lián)式電感頻率式伸長計(jì)。綜合起來以上產(chǎn)品存在的缺點(diǎn)如下1、傳感器測頭部分部件如固定盤、外罩筒都采用厚重的鋼材料，給安裝搬運(yùn)帶來不便。
2、由于測頭部分直徑相對于測桿部分直徑大的多，所以測試鉆孔口部直徑大，里面直徑小。這樣給鉆孔工作帶來麻煩；更重要的是孔口大直徑鉆孔與里面小直徑鉆孔對中困難，一但錯位較大，給位移計(jì)安裝帶來困難，或安裝后由于測桿頭與傳感器頭不對中，使之不能測試，或引起測試誤差較大，以及測桿與外套管之間磨擦力增大。如果以測頭外徑為準(zhǔn)，把整個(gè)測孔打成同一直徑，這樣大直徑孔費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、增加了成本。
3、測頭部分較長，與測孔巖體錨固距離自然也長，這樣變形量測的參考點(diǎn)不夠準(zhǔn)確，況且鉆孔口部巖體是變形最敏感部位。
4、各傳感器測桿頭與位移計(jì)對應(yīng)的各測點(diǎn)的測桿頭接觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式有的是靠調(diào)節(jié)螺母來完成，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也不牢靠。有的是各傳感器測桿頂在對應(yīng)的伸長計(jì)各測點(diǎn)的測桿頭部的橫向測板上，這種方式雖然接觸面積較大，但既要保證其可自由軸向運(yùn)動，又要牢固不旋轉(zhuǎn)，其可靠性不夠。另外這種結(jié)構(gòu)，以及有的傳感器與測桿是平行安裝，占用較大的空間面積，各個(gè)測點(diǎn)的傳感器自由線性活動易受到阻礙，也使得測頭直徑較大。
5、有的測頭部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給加工和野外安裝使用帶來不便。
6、串聯(lián)式電測位移計(jì)由于是彈簧片錨固，不適合開挖爆破時(shí)的監(jiān)測，也常因鉆孔中潮濕甚至有水使簧片易銹蝕，所以不適合作長期監(jiān)測用。
7、由于有的測試需要較長距離的量測，其長度達(dá)幾十米甚至達(dá)百米，測桿與外保護(hù)套管之間磨擦力較大，軸向擾動大，影響測試精度的提高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種解決已有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)的新型電測多點(diǎn)位移計(jì)。它的測頭部分采用了薄壁不銹鋼外殼，各傳感器是固定在一PVC材料固定塊上，因此測頭部分輕便多了。由于測頭部分中采用了傳感器與測桿是對接形成，這樣使測頭外直徑與測桿部分外徑相差不大，用于安裝的測孔是同一直徑，改進(jìn)了原有產(chǎn)品孔口部需要大直徑孔的缺點(diǎn)。另外由于測頭由前后兩部分構(gòu)成，外罩筒較短的前部分是錨固在測孔口巖體上，做為測孔中不同深度錨固的各測點(diǎn)進(jìn)行位移量測的參考點(diǎn)。錨固段較短，有助提高位移測試的精度。本實(shí)用新型傳感器觸頭與測桿端頭接觸的結(jié)構(gòu)形式是在它們的外部有兩個(gè)套起的滑動套管，除了起到密封作用，同時(shí)還起到滑動導(dǎo)向作用，保證了傳感器與測桿的對中，也給安裝帶來了便利，連接各錨頭的測桿端頭部套有梯形壓縮彈簧，使測桿產(chǎn)生軸向拉力，減小了軸向彎曲擾動及與套管間的磨擦，也保障了在滑動套管中與傳感器觸頭對中接觸，也有利提高測量精度和方便的安裝。測頭外罩筒較長的后部分，可軸向拉動，這樣可方便地進(jìn)行內(nèi)部各部件的安裝與調(diào)整。本實(shí)用新型各測點(diǎn)是并聯(lián)式整體注漿錨固的，可以分別直接讀取各測點(diǎn)位移量，注漿錨固可靠、穩(wěn)定。為了減小測桿軸向擾動及與外套管間的磨擦力，設(shè)計(jì)安裝了三角形截面的支承，其材料為尼龍1010。測桿采用不銹鋼棍。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下測讀儀器和傳感器是外購成品，錨固形式是整體注漿(也可采用其它形式錨固)。錨固在測孔中不同深度的錨頭，通過測桿延伸至測頭內(nèi)，測桿頭部裝有一彈簧，使測桿有一拉伸力，加上測桿與套管間安裝有減磨承環(huán)，有助于測桿的平直及與保護(hù)套筒等部件磨擦力的減少。測桿頭與傳感器觸桿頭接觸部位，外有滑套管，再外層，即測頭后段外殼是滑動套筒，這樣既有滑動導(dǎo)向作用，也有防止水泥砂漿進(jìn)入的密封作用。測頭部外殼有兩個(gè)，可以在不影響內(nèi)部及整體各部件位置與狀態(tài)下拆裝。這樣可以方便地調(diào)整傳感器位置和傳感器觸頭與測桿頭部的部件安裝。
為了使測頭直徑達(dá)到最小的限度及輕便的目的，外殼采用了薄壁不銹鋼管；傳感器固定塊采用了較輕的PVC材料；布局上以注漿管孔為中心，各測點(diǎn)傳感器以圓周分布結(jié)構(gòu)安裝，傳感器與測桿為同軸對接，這樣結(jié)構(gòu)形式占用的徑向空間最小。
綜上所述不難看出本實(shí)用新型的有益效果，諸如采用薄壁的不銹鋼測頭外殼；PVC材料的測頭傳感器固定塊；測頭中傳感器與測桿是同軸相接設(shè)計(jì)；測頭外殼錨固段較短，而測頭外殼后段可以軸向拉開；其內(nèi)部傳感器與測桿對接處外套滑動套管；測桿端部又采用了梯形彈簧結(jié)構(gòu)。這些正是有別于已有產(chǎn)品的材料選取和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。


圖1是其總裝圖，其中1至12和16、17構(gòu)成測頭部分，做為巖體測孔中不同深度測點(diǎn)相對于巖體鉆孔口部位的位移測量參考點(diǎn)。其中1是測頭的前蓋板、2是罩筒殼，它是由螺釘固定的固定塊4上、3是各測點(diǎn)的傳感器，其殼體也是固定在固定塊4上。5是測頭內(nèi)罩筒6是外罩筒；7是觸頭外套管；8是測桿頭；9是觸頭內(nèi)套管；10是不銹鋼測桿；11是測頭內(nèi)蓋板；12是測桿外套管；13是測桿外套管與錨頭的衡接管；14是錨頭；15是減摩支撐環(huán)；16是彈簧；17是密封環(huán)；18是注漿管。
本實(shí)用新型的實(shí)施如下本實(shí)用新型是用于測量巖體鉆孔中，孔口部巖體相對于不同深度測點(diǎn)部位的巖體之間相對位移量。儀器主要由三部分組成，1為錨頭，2測桿和測桿套管，3為測頭。其中測頭部分是技術(shù)關(guān)鍵部件，也是技術(shù)較為集中部件。
具體實(shí)施及應(yīng)用祥述如下如果場地允許，可以整體安裝好后，再送入被測巖體鉆孔中。否則就逐段安裝，逐段送入測試鉆孔中。首先將錨頭14由螺紋聯(lián)接在測桿10上，同時(shí)套上連接管13與保護(hù)套管12。測桿10和套管12是1米長一根的相連接，達(dá)到各測點(diǎn)設(shè)計(jì)的測量深度。最后一根套管12是由螺紋聯(lián)接在測頭內(nèi)蓋板11上。每根套管12一端裝有減摩支撐環(huán)15、外罩筒6和觸頭內(nèi)套管9也是由螺紋聯(lián)接在測頭內(nèi)蓋板11上。測頭外罩筒6可方便地由螺紋從內(nèi)蓋板11上旋松，抽開便于安裝彈簧15、測桿頭8與套管9。觸頭外套管7是事先粘接傳感器3外殼上的，傳感器3插入固定塊4的孔中，測頭內(nèi)罩筒5由螺扣聯(lián)接在固定塊4一端，其外壁有一凹槽裝有密封圈16，然后，整體裝入到外罩筒6內(nèi)，并使各觸頭外套管7——對應(yīng)套在內(nèi)套管9的外面，這時(shí)傳感器3的觸桿與測桿10的測頭8接觸。分別使傳感器3觸桿壓縮到底時(shí)，旋緊固定塊4上的螺釘，使傳感器3由螺釘頂固在固定塊4上。最后裝上帶有前蓋板1的外罩殼2，它是由螺釘固定在固定塊4上。前蓋板上上有電纜引出孔。當(dāng)全部安裝好了，此時(shí)適當(dāng)調(diào)整傳感器的量程，使之起始點(diǎn)為3至5毫米左右，調(diào)整的辦法是將罩筒殼2向外輕拉，到位后就可由注漿管注漿，注滿后，再用較稠的水泥砂漿把測孔口與外罩殼2空隙堵好，并等水泥砂漿凝固后就可進(jìn)行初測。以后的讀數(shù)減去初讀數(shù)就是位移及累積位移值。
主要技術(shù)參數(shù)量程取決于傳感器，可以由幾厘米到十幾厘米，本實(shí)施例為4厘米；線性度0.2％；分辨率0.01毫米；測點(diǎn)數(shù)1至6個(gè)，本實(shí)施例為四點(diǎn)；鉆孔孔徑本實(shí)施例為Φ85毫米。
本實(shí)用新型除前部外罩筒2、后部外罩筒6及前蓋板1為不銹鋼外，其內(nèi)罩筒5、觸頭外套管7、內(nèi)套管9和測桿護(hù)套管12都是市售成品塑料管材。固定塊4和測頭后蓋板11是相應(yīng)外徑的塑料棒，同樣注漿管17、測桿10、連接管13和密封環(huán)17都是市售成品材料。其測桿10為Φ8或Φ6毫米不銹鋼桿；錨頭14為Φ25毫米的螺紋鋼或開有園周槽的不銹鋼棍材料均可；三角形截面支承環(huán)15為尼龍1010。
權(quán)利要求1.一種電測多點(diǎn)伸長計(jì)其特征在于測頭由前后兩部分構(gòu)成，后部分外罩筒內(nèi)采用了一密封環(huán)，內(nèi)部的傳感器觸桿與測桿頭接觸部外有套起的滑動套管，在測桿頭部套有梯形壓縮彈簧，測桿與外套管間裝有三角形截面支承環(huán)；
2.按權(quán)利要求1所述電測多點(diǎn)伸長計(jì)，其特征在于；測頭由前后兩部分構(gòu)成，后部外罩筒(6)與內(nèi)罩筒(5)之間裝有密封環(huán)(17)；
3.按權(quán)利要求1所述電測多點(diǎn)伸長計(jì)，其特征是傳感器觸桿與測桿頭接觸部外有套起的滑動套管，外套管(7)是與傳感器(3)外殼固定，內(nèi)套管(9)與測頭蓋板(11)固定；
4.按權(quán)利要求1所述電測多點(diǎn)伸長計(jì)，其特征在于在測桿端頭部套有梯形壓縮彈簧(16)，它的一端頂在測頭內(nèi)蓋板(11)上，一端頂在測桿頭(8)上；
5.按權(quán)利要求1所述電測多點(diǎn)伸長計(jì)，其特征在于，在測桿與外套管間，安裝了三角形截面的支承環(huán)，選材為尼龍1010。
專利摘要本電測多點(diǎn)伸長計(jì)屬地質(zhì)測量儀器。它是由測頭、測桿及測桿套管和錨頭三部分構(gòu)成。構(gòu)成測頭的兩部分既密封又可拉動,其外罩是薄壁不銹鋼筒,較短的外段與測孔口參考點(diǎn)巖體錨固;較長的里段可拉開,內(nèi)裝彈簧給測桿一拉力;內(nèi)裝各測點(diǎn)的密封滑動套管中傳感器與測桿同軸對接。測桿與外套管間有三角形截面支承環(huán)。結(jié)構(gòu)緊湊、輕便,安裝簡單,減小了較長的測桿軸向彎曲擾動,提高了監(jiān)測精度與可靠性。
文檔編號G01B7/26GK2391014SQ9820104
公開日2000年8月9日 申請日期1998年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月6日
發(fā)明者董萬里, 劉 英, 胡懋勤 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)研究所