CN105403192B - 一种球型任意向地形变测量仪 - Google Patents

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熊玉珍
董云开
喻建军
李涛
王海忠
刘凤秋
李宏
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    • G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid

Abstract

本发明公开了一种球型任意向地形变测量仪，包括上半球、下半球，上半球与下半球闭合后形成球型外形，球形外形内设有位移传感器，上半球的顶壁设有上半球球顶安装座，下半球的顶壁下半球球顶安装座，上半球球顶安装座或下半球球顶安装座设有球顶安装座出线口。上半球与下半球的闭合处设有半球密封槽，半球密封槽内设有密封O型圈，上半球与下半球闭合后形成等厚的球型外壳。其球型的外壳结构使其在测量向各相同性，可任意角度安装，可测量任意方向的线应变。用于通过钻孔浇注耦合方式对任意向地形变的线应变进行测量。

Description

一种球型任意向地形变测量仪
技术领域
本发明涉及一种机械力学结构、电子测量系统，尤其涉及一种球型任意向地形变测量仪。
背景技术
在地球物理及大地测量中，经常使用钻孔类仪器，对钻孔内的地应力、地应变进行测量。测量中，首先在地壳待测部位打孔，再将测试探头下放到待测孔段，使用水泥浇注方式将测量探头与孔壁耦合，使探头与孔壁达到焊接耦合的边界条件。这样，钻孔内岩石的变形便会传递到探头上，应力应变测量探头根据这一变形达到测量的目的。
为了适应测量环境及测量的要求，这一类仪器的力学结构需要满足各相同性或测量方向比其他方向等效模量低一个数量级。由于钻孔都为圆柱形结构，因此测量探头的外形也都是柱形，其水平向的等效弹性模量低于轴向及其他方向，因此水平向以外的应变测量较为困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种可任意角度安装的球型任意向地形变测量仪。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的球型任意向地形变测量仪，包括上半球(1)、下半球(2)，所述上半球(1)与下半球(2)闭合后形成球型外形，球型外形内设有位移传感器(5)，所述上半球(1)的顶壁设有上半球球顶安装座(3)，所述下半球(2)的顶壁设有下半球球顶安装座(4)，所述上半球球顶安装座(3)或下半球球顶安装座(4)设有球顶安装座出线口(6)，其中，所述上半球(1)与下半球(2)闭合后形成等厚的球型外壳，所述球型外壳为力学结构测量单元，具有各向同性的力学特征。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的球型任意向地形变测量仪，其球型的外壳结构使其力在测量向各向同性，可任意角度安装，可测量任意方向的线应变。用于通过钻孔浇注耦合方式对任意向地形变的线应变进行测量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的球型任意向地形变测量仪的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步的详细描述。
本发明的球型任意向地形变测量仪，其较佳的具体实施方式是：
包括上半球、下半球，所述上半球与下半球闭合后形成球型外形，球型外形内设有位移传感器，所述上半球的顶壁设有上半球球顶安装座，所述下半球的顶壁设有下半球球顶安装座，所述上半球球顶安装座或下半球球顶安装座设有球顶安装座出线口。
所述上半球与下半球的闭合处设有半球密封槽，所述半球密封槽内设有密封O型圈。
所述上半球与下半球闭合后形成等厚的球型外壳。
本发明的球型任意向地形变测量仪，其球型的外壳结构使其在测量各向同性，可任意角度安装，可测量任意方向的线应变。用于通过钻孔浇注耦合方式对任意向地形变的线应变进行测量。
上、下半球内球顶安装座额固定位移传感器并引出导线，上下半球闭合处有密封槽，可安装O型圈进行密封，上下半球固定位移传感器并闭合后，即形成密闭的球型空间。其球型外型在力学结构上各向同性，因此可任意角度安装在钻孔中，使用水泥浇筑耦合后，可测量任意向线应变。
具体实施例：
如图1所示，球型任意向地形变测量仪用于对所安装区域的形变进行任意方向的线应变测量，包括：上半球(1)、下半球(2)、上半球球顶安装座(3)、下半球球顶安装座(4)、位移传感器(5)、球顶安装座出线口(6)、半球密封槽(7)、以及密封O型圈(8)。
工作中，首先将位移传感器(5)装配在下半球球顶安装座(4)上，锁紧螺钉固定传感器，并从安装座出线口引出导线(6)。再讲上半球(1)盖在下半球(2)上，上下半球闭合处有密封槽(7)，可安装O型圈(8)进行密封；使用锁紧螺钉锁紧位移传感器上端，上下半球(1)(2)闭合形成球型密闭空间。
其球型外型在力学结构上各向同性，因此可任意角度安装在钻孔中，使用水泥浇筑耦合后，可测量任意向线应变。实际使用中，先将球型任意向地形变测量仪放置在待测钻孔中，调整测量方向，浇筑水泥，使其与钻孔岩石形成焊接耦合的边界条件，此时各向同性的测量仪便按照钻孔岩石的变形产生相应变形，其内部安装的位移传感器就可以测量轴向的线应变。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种球型任意向地形变测量仪，其特征在于，包括上半球(1)、下半球(2)，所述上半球(1)与下半球(2)闭合后形成球型外形，球型外形内设有位移传感器(5)，所述上半球(1)的顶壁设有上半球球顶安装座(3)，所述下半球(2)的顶壁设有下半球球顶安装座(4)，所述上半球球顶安装座(3)或下半球球顶安装座(4)设有球顶安装座出线口(6)，
其中，所述上半球(1)与下半球(2)闭合后形成等厚的球型外壳，所述球型外壳为力学结构测量单元，具有各向同性的力学特征。
2.根据权利要求1所述的球型任意向地形变测量仪，其特征在于，所述上半球(1)与下半球(2)的闭合处设有半球密封槽(7)，所述半球密封槽(7)内设有密封O型圈(8)。
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