CN101344382B - 用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统，其结构包括台架、光栅尺、钢丝绳、信号转换系统、数据采集系统，所述的钢丝绳在测试固定端引出后穿过固定在台架上的光栅尺最后与重锤连接，所述的光栅尺通过导线连接信号转换系统，所述的信号转换系统通过导线连接数据采集系统。本发明的这一种用于地质力学模型试验的微型多点位移测试系统，具有高精度(精度为1μ)，实时性，能测试水平或竖直向的模型深部微量位移，且具有在模型中拐弯测试位移等优点。可广泛应用于土木，水电、交通、能源、矿山、国防等工程领域的深部地下洞室模型试验的位移测试中。
Description
技术领域
本发明涉及一种位移装置，具体地说是一种主要用于地质力学用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统。
背景技术
目前国内外应用于实际工程现场的多点位移测试方法已有很多种，但运用于地质力学模型试验的微型多点位移测试系统尚不多见。
国内的比较成功的范例是清华大学李仲奎教授在溪洛度水电站洞室群地质力学模型试验中所用到的差动变压器式的多点位移测试系统系统。然后，在沪容西八字岭分岔式隧道地质力学模型试验中，山东大学和清华大学合作，把以前的微型多点位移测试系统系统进行了进一步的改进.其存在的主要问题是：
1、埋设于模型体内保护套管直径大，刚性太强，会影响到模型体内部的变形特征。
2、不易降低套管与钢丝之间的摩擦阻力，且在传递长距离处的位移变化时精度和稳定性不高。
3、操作软件有待改善，数据采集处理的可视化程度低。
4、由于各种因素影响，其实际的测量精度远低于1微米。
针对以上问题，本微型多点位移测试系统测试系统作出了全新的改进，从测试位移用的传感器，整套位移测试装置以及位移数据实时测试软件都有了进一步的创新，并且在整个试验过程中得到了成功的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题针对现有技术所存在的缺陷而提供用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统，采用了不会约束模型体变形的柔性套管，具有高精度，实时性，能测试水平或竖直向的模型深部位移，且具有在模型中可实现拐弯测试位移和数据采集处理方便等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统，其结构包括台架、光栅尺、钢丝绳、信号转换系统、数据采集系统，所述的钢丝绳在测试固定端引出后穿过固定在台架上的光栅尺最后与重锤连接，所述的光栅尺通过导线连接信号转换系统，所述的信号转换系统通过导线连接数据采集系统。
所述的在测试固定端引出的钢丝绳要套于套管中再穿过光栅尺，所述的套管中还设置若干定位盘。
所述的柔性套管是直径为10mm的柔性套管。
所述的钢丝绳采用轴向无变形的直径为0.5mm的钢绞线。
本发明专利主要用于测试模型试验过程中洞室周围关键点在加载和开挖过程中的实时的位移变化。位移测试系统台架是具有一定刚度的钢结构架，并独立于模型试验台架之外，用于放置高精度的位移测试仪器，保证仪器不受外部环境(温度，震动等)的影响，尽量减小系统误差；高精度光栅尺的精度为1μ，达到了相当高试验测试精度；细钢丝绳采用轴向无变形(在较小力的作用下)的特殊钢绞线；并有柔性套管保护在细钢丝绳外部，内设若干定位盘，以保证3根细钢丝绳在保护管中处于拉直状态并且没有扭转，为保证细钢丝绳拉紧，在外段设有拉紧重锤；测试锚头埋设在洞室周围，尺寸极小，以尽量减少对洞室周围的影响，位移数据实时采集系统能实时记录整个试验过程中的位移变化，实时保存数据。
本发明专利的用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明专利的用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统，采用了不会约束模型体变形的柔性套管，具有高精度，实时性，能测试水平或竖直向的模型深部位移，且具有在模型中可实现拐弯测试位移和数据采集处理方便等优点。可广泛应用于土木，水电、交通、能源、矿山、国防等工程领域的深部地下洞室模型试验的位移测试中。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
附图为本发明的用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统的结构示意图。
图中：1、测试固定端；2、钢丝绳；3、套管；4、光栅尺；5、台架；6、重锤；7、导线；8、信号转换系统；9、数据采集系统。
具体实施方式
根据图所示，用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统，其结构包括台架5、光栅尺4、钢丝绳2、信号转换系统8、数据采集系统9，所述的钢丝绳2在测试固定端1引出后穿过固定在台架5上的光栅尺4最后与重锤6连接，所述的光栅尺4通过导线7连接信号转换系统，所述的信号转换系统8通过导线连接数据采集系统9。
所述的在测试固定端1引出的钢丝绳2要套于套管3中再穿过光栅尺4，所述的套管3中还设置若干定位盘。
所述的柔性套管是直径为10mm的柔性套管。
所述的钢丝绳2采用轴向无变形的直径为0.5mm的钢绞线。
以上所述实施例，只是本发明较优选的具体的实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.用于模型试验的柔性传递式内置微型多点位移测试系统，其特征是：其结构包括台架、光栅尺、钢丝绳、信号转换系统、数据采集系统，所述的钢丝绳在测试固定端引出后穿过固定在台架上的光栅尺最后与重锤连接，所述的光栅尺通过导线连接信号转换系统，所述的信号转换系统通过导线连接数据采集系统；所述的在测试固定端引出的钢丝绳要套于套管中再穿过光栅尺；所述的套管是直径为10mm的柔性套管；该柔性套管保护在钢丝绳外部，所述的柔性套管中还设置若干定位盘，以保证3根钢丝绳在柔性套管中处于拉直状态并且没有扭转，所述的钢丝绳采用轴向无变形的直径为0.5mm的钢绞线。
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