CN102288085A - 模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统，包括若干内置于模型内部的微型测点锚头，所述每个微型测点锚头均与一根钢丝绳一端相连，所述钢丝绳穿过设置于柔性塑料套管内的三孔式塑料自润减摩定位盘，并绕过定滑轮与设置于固定台架上的直线轴承相连，固定台架上安装有与分别与直线轴承和信号转换系统相连的数显千分表。本发明采用了柔性低摩擦位移传递装置将模型体内部位移传递到外部独立的台阶上，利用直线轴承固定位移传递终端，最后由数显千分表和采集系统实时记录位移值，具有直观、简易、易于维护、成本低、可重复使用等优点。可广泛应用于隧道、边坡、深部地下洞室、矿山和坝体等模型试验的内部位移测试中。
Description
技术领域
本发明涉及一种位移测量系统，具体地说是一种用于地质力学模型试验的机械式简易柔性内置多点位移量测系统。
背景技术
地质力学模型试验离不开岩体内部位移的量测，目前国内外对于位移量测的方法多种多样，以下就一些常见的模型试验位移量测方法进行介绍：
(1)岩石力学与工程学报，地质力学模型试验应用技术研究，2004，23(22)，3785-3789，公开了总参工程兵科研三所研制了一套由模型块体内的预埋件和外部的千分表组成的联杆系统，解决了洞壁绝对位移的量测问题。但该系统无法解决岩体内部位移的量测，且占用模型体内部空间大，影响模型体受力。
(2)专利申请号为200910079783.6公开了由清华大学李仲奎设计的微型多点位移计，可实现模型体内部位移的量测，但刚性位移传递杆件不利于测点的布设，占用模型体内部空间较大，同一径向的多点位移难以实现。
(3)专利为号ZL200920029518.2公开了由山东大学开发的光纤位移传感器，具有测量精度高、性能稳定等特征，但其测点成本高、不可回收利用，同时测点的体积和刚度都较大，改变模型材料受力特性。
(4)专利申请号：200810138975.5公开了由山东大学研制了一套由光栅尺、钢丝绳和模型块体内预埋件组成的多点位移系统，测量精度高。光栅尺安装复杂且成本较高，光栅原件对温度和光线敏感，需对其进行专门的保护，不适合在长期试验中使用。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、易于实现、成本低的模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统。本发明采用柔性低摩擦位移传递装置将模型体内部位移传递到外部独立的台架上，利用直线轴承固定位移传递终端，最后由数显千分表和采集系统实时记录位移值，具有直观、简易、易于维护等优点。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统，包括若干内置于模型内部的微型测点锚头，所述每个微型测点锚头均与一根钢丝绳一端相连，所述钢丝绳穿过设置于柔性塑料套管内的三孔式塑料自润减摩定位盘，并绕过定滑轮与设置于固定台架上的直线轴承相连，固定台架上安装有与分别与直线轴承和信号转换系统相连的数显千分表。
所述直线轴承为导向方法兰型，且该直线轴承匹配有直径为2.5cm的直线传动轴。
所述数显千分表与直线轴承中的直线传动轴相连，并通过信号转换系统将数据自动保存。
本发明中的信号转换系统为现有设备，在此不再赘述。
本发明主要用于测试模型试验过程中模型体内部关键点在加载和开挖过程中的实时的位移变化。细钢丝绳通过减摩定滑轮引至独立与模型体的台架上，与直线轴承上的直线传动轴上端相连，直线传动轴起到配重作用，可以拉直细钢丝绳。直线传动轴下端连接数显千分表，记录位移变化值。各部件的功能或作用：微型测点锚头：模型体内部发生位移时，使之产生同样的位移；钢丝绳：用于柔性位移传递；三孔式塑料自润减摩定位盘：用于限制钢丝绳的空间位置；柔性塑料套管：用于限制三孔式塑料自润减摩定位盘的位置；定滑轮：柔性位移传递装置中改变钢丝绳的走向；固定台架：使位移传递装置单独于模型之外，不对模型产生干扰；直线轴承：限制配重装置位置；数显千分表：量测传递出的位置值；信号转换系统：记录试验中的位移。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明采用了柔性低摩擦位移传递装置将模型体内部位移传递到外部独立的台阶上，利用直线轴承固定位移传递终端，最后由数显千分表和采集系统实时记录位移值，具有直观、简易、易于维护、成本低、可重复使用等优点。可广泛应用于隧道、边坡、深部地下洞室、矿山和坝体等模型试验的内部位移测试中。
附图说明
图1为本发明即模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统的结构示意图。
图中：1、微型测点锚头；2、钢丝绳；3、三孔式塑料自润减摩定位盘；4、柔性塑料套管；5、定滑轮；6、固定台架；7、直线轴承；8、数显千分表；9、信号转换系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，用于模型试验的机械式简易柔性多点位移监测系统，三个微型测点锚头1埋设在模型体内部，每个微型测点锚头1均与一根钢丝绳2一端相连，所述钢丝绳2穿过设置于柔性塑料套管4内的三孔式塑料自润减摩定位盘3，并绕过定滑轮5与设置于固定台架6上的直线轴承7相连，定滑轮5起到改变钢丝绳方向的作用，以利于钢丝绳2的布置，所述的数显千分表8安装在独立于模型体外的固定台架6上与直线轴承7和信号转换系统9相连。
所述的直线轴承7为导向方法兰型，配备直径2.5cm的直线传动轴。
所述的数显千分表8要与直线传动轴相连，通过信号转换系统9将数据自动保存。
Claims (3)
1.一种模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统，其特征在于：包括若干内置于模型内部的微型测点锚头，所述每个微型测点锚头均与一根钢丝绳一端相连，所述钢丝绳穿过设置于柔性塑料套管内的三孔式塑料自润减摩定位盘，并绕过定滑轮与设置于固定台架上的直线轴承相连，固定台架上安装有与分别与直线轴承和信号转换系统相连的数显千分表。
2.根据权利要求1所述的模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统，其特征在于：所述直线轴承为导向方法兰型，且该直线轴承匹配有直径为2.5cm的直线传动轴。
3.根据权利要求1所述的模型试验用机械式简易柔性多点位移监测系统，其特征在于：所述数显千分表与直线轴承中的直线传动轴相连，并通过信号转换系统将数据自动保存。
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