CN103278392A

CN103278392A - 高压水环境内试件变形测量装置

Info

Publication number: CN103278392A
Application number: CN2013101782675A
Authority: CN
Inventors: 王乾峰; 雷进生; 彭刚
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-09-04

Abstract

一种高压水环境内试件变形测量装置，它包括金属密封体，金属密封体上端设有顶部塞，下端设有端部塞，金属密封体内部设有位移传感器，位移传感器上部为传感器测量杆，传感器测量杆顶端设有传递杆，传递杆穿出顶部塞，顶部塞和传递杆之间设有直线轴承，端部塞内设有导线孔。本发明采用可以承受水压力作用的金属密封体来保护位移传感器，以及利用上支托和传递杆的上/下限位螺母结合的方式，实现了一种高压水环境内试件变形的测量装置，克服了水导电性和高压水作用对变形测量的影响。

Description

高压水环境内试件变形测量装置

技术领域

本发明涉及一种试验设备，尤其涉及一种可在高压水环境中测量试件变形的装置。

背景技术

在土木工程中，对混凝土、岩石等建筑材料的三轴力学加载试验已有全面的进步和发展，这些试验使用的仪器设备中，给试件提供围压作用的媒质均为润滑油类的不导电流体，在此类高压环境中使用的变形测量装置与大气环境中的变形测量装置相同。由于水利水电工程的基岩和混凝土结构体在高压水环境下服役，研究高压水与机械力耦合作用下的材料力学性能是必然趋势，设计出可以准确测量材料在高压水和机械力耦合作用下的变形测量装置成为关键技术问题，该装置能够克服水导电性和高压水作用对变形测量的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服水导电性对变形测量仪器的影响和消除高水压作用对变形测量的误差，提供一种高压水环境中对试件进行变形测量的装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种高压水环境内试件变形测量装置，它包括金属密封体，金属密封体上端设有顶部塞，下端设有端部塞，金属密封体内部设有位移传感器，位移传感器上部为传感器测量杆，传感器测量杆顶端设有传递杆，传递杆穿出顶部塞，顶部塞和传递杆之间设有直线轴承，端部塞内设有导线孔。

上述的导线孔末端设有直通接头，直通接头连接保护管线。

上述的顶部塞上部位于传递杆外侧设有保护套。

上述的端部塞和金属密封体配合面设有凹槽，凹槽内设有密封圈。

上述的顶部塞侧面径向设有水平螺丝，其用于固定直线轴承。

上述的传递杆顶端设有固定装置，固定装置包括上限位螺母和下限位螺母。

本发明取得了以下的技术效果：

本发明采用可以承受水压力作用的金属密封体来保护位移传感器，以及利用上支托和传递杆的上/下限位螺母结合的方式，实现了一种高压水环境内试件变形的测量装置，克服了水导电性和高压水作用对变形测量的影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的使用示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种高压水环境内试件变形测量装置，它包括金属密封体1，金属密封体上端设有顶部塞5，下端设有端部塞4，金属密封体内部设有位移传感器2，位移传感器上部为传感器测量杆12，传感器测量杆顶端设有传递杆7，传递杆穿出顶部塞，顶部塞和传递杆之间设有直线轴承6，端部塞内设有导线孔9。

所述的导线孔末端设有直通接头10，直通接头连接保护管线11。所述的顶部塞上部位于传递杆外侧设有保护套14。所述的端部塞和金属密封体配合面设有凹槽，凹槽内设有密封圈3。所述的顶部塞侧面径向设有水平螺丝8，其用于固定直线轴承。所述的传递杆顶端设有固定装置，固定装置包括上限位螺母13a和下限位螺母13b。

位移传感器1量程为50mm，外壳长度100mm，直径为20mm，金属密封体2的外径为36mm，它的两端内径30mm范围内有2道间距10mm的凹槽，内径与位移传感器1的外壳直径相同，将位移传感器1安装在金属密封体2内，并在凹槽处安装上密封圈3，将传感器的信号线穿过末端塞4的导线孔6，再将末端塞4与金属密封体2紧固，接着将顶部塞5与金属密封体1紧固，再将直线轴6承安装在顶部塞5内，并用水平螺丝8将直线轴承6固定，将传递杆7穿过直线轴承插入到所述金属密封体1，将下限位螺母13a安装到传递杆7的螺纹上，紧接着将传感器的信号线穿过直通接头10，直通接头10与末端塞的导线孔9连接，将传感器的信号线穿过保护线管11，两端再分别与试验仪器设备底座23和变形测量组件的直通接头10连接。

所述端部塞的剖面为T型且内部有导线孔，可供传感器的信号线穿过，所述的直通接头与端部塞的大直径段的导线孔连接，所述传递杆的直径大于传感器测量杆的直径且可以穿过所述的直线轴承内径，它的一端50mm范围内为螺纹丝，所述的上/下限位螺母安装在所述传递杆的螺纹上，所述金属密封体的壁厚能够承水受压力作用，它的内部由两段不同直径的空心构成，大直径空心段与位移传感器的外壳直径相同，大直径空心段的长度为位移传感器的外壳长度与末端塞的小截面段长度之和，小直径空心段与所述传递杆的直径相同，小空心段的长度大于位移传感器的测量杆，在金属密封体两端的50mm范围内各有两道一定间距的凹槽，所述的顶端塞为圆环形，它的侧面有水平螺纹孔，圆环内径与直线轴承的外径相同，圆环的外径与金属密封体的外径相同，所述的保护线管可以穿过位移传感器的信号线，具有耐压能力，它的两端分别与试验仪器设备底座和直通接头连接。

再进一步，所述变形测量组件是将位移传感器安装在所述的金属密封体内，在两端的凹槽上套上密封圈套，位移传感器的信号线穿过所述末端塞的导线孔，所述末端塞与所述金属密封体紧固，所述顶部塞与所述金属密封体紧固，接着将所述的直线轴承安装在顶部塞内，并用水平螺丝将直线轴承固定，将传递杆穿过直线轴承插入到所述金属密封体内，将下限位螺母安装到传递杆的螺纹上，紧接着将传感器的信号线穿过直通接头，直通接头与末端塞的导线孔连接，在固定支架组件的上支托固定之后再将上限位垫片安装到所述传递杆的螺丝纹上。

如图2，对混凝土试件在水环境内的三轴压力试验中进行变形测量，使用本发明的高压水环境内试件变形测量装置。所述的固定支架组件包括下支托、上支托和支杆。所述支杆的长度依据试件的长度确定，所述的上支托端部有可以穿过变形测量组件传递杆的孔。操作如下：

1、将混凝土试件19安装在三轴试验机的三轴压力室内的试样台21上，将下支托15与试件的下垫板18固定连接，支杆16与下支托15固定连接，变形测量组件A与支杆16固定连接，把保护套14套在变形测量组件A的传递杆7上，上支托17的孔穿过传递杆7后再与试件的上垫板20固定连接，再安装上限位螺母13b到传递杆7上。

2、在变形测量装置的各个组件安装完毕后，将三轴试验机的控制系统与位移传感器连接，将传递杆7向下移动，使位移传感器2的变形量约为总量程的20%（10mm），将下限位螺母13a拧到与上支托17接触，再将上限位螺母13b拧到与上支托17接触。

3、合上三轴压力室外罩24，通过注水口25向内满充水，通过三轴试验机的控制系统按照试验方案控制将水压的大小和水的渗透时间，再就可以进行力学加载试验。

在试验过程中，上支托17的运动分别与试件19的变形协调，而且上支托17和传递杆7相对固定，试件19的变形量与传递杆7改变感器测量杆的变形量一致，这样就可以测量试件的变形了。

本发明的技术构思为：将位移传感器整体密封，解决水环境下的位移传感器易导电不能正常工作的问题，但在水环境中，传递杆的两端分别位于大气压力和水压力作用下，当水压升高时，传递杆受力作用不平衡，会向金属密封体内移动，直至将位移传感器的量程全部用完，为此传递杆的一端须在高有水压相对固定，它的运动只和试件的变形有关，消除高水压对变形测量的影响，同时保护套可以在试件完全破坏后，传递杆不会无限运动，损坏位移传感器。进一步，为了消除水压力对信号通路的影响，采用了保护线管保证传递数据的信号线的正常工作。

Claims

1.一种高压水环境内试件变形测量装置，其特征在于：它包括金属密封体（1），金属密封体上端设有顶部塞（5），下端设有端部塞（4），金属密封体内部设有位移传感器（2），位移传感器上部为传感器测量杆（12），传感器测量杆顶端设有传递杆（7），传递杆穿出顶部塞，顶部塞和传递杆之间设有直线轴承（6），端部塞内设有导线孔（9）。

2.根据权利要求1所述的高压水环境内试件变形测量装置，其特征在于：所述的导线孔末端设有直通接头（10），直通接头连接保护管线（11）。

3.根据权利要求1所述的高压水环境内试件变形测量装置，其特征在于：所述的顶部塞上部位于传递杆外侧设有保护套（14）。

4.根据权利要求1或2或3所述的高压水环境内试件变形测量装置，其特征在于：所述的端部塞和金属密封体配合面设有凹槽，凹槽内设有密封圈（3）。

5.根据权利要求1或2或3所述的高压水环境内试件变形测量装置，其特征在于：所述的顶部塞侧面径向设有水平螺丝（8），其用于固定直线轴承。

6.根据权利要求1或2或3所述的高压水环境内试件变形测量装置，其特征在于：所述的传递杆顶端设有固定装置，固定装置包括上限位螺母（13a）和下限位螺母（13b）。