CN111122023A - 土压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了土压力传感器，该土压力传感器包括：壳体、膜片、PVDF压电薄膜及输出导线；其中，所述壳体为顶部具有开口的腔体结构，所述膜片覆盖所述开口，所述壳体内填充有填充液，所述PVDF压电薄膜设置在所述壳体内，悬浮在所述填充液中，所述输出导线一端连接于所述PVDF压电薄膜，另一端伸出所述壳体。该土压力传感器用范围更广，检测精度高。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域，具体涉及一种土压力传感器。
背景技术
土压力传感器又称土压力盒，主要用于测量软土和填土中埋设点的土体压力变化，也可测量土体对挡土墙、抗滑桩等的表面接触压力。目前的土压力传感器主要有钢铉式土压力和电阻应变式土压力两种，其中钢铉式土压力传感器适合静态测量，电阻应变式土压力适合动静态测量。钢铉式土压力传感器存在灵敏度受压力盒尺寸的限制、不能用于动态测试的缺点；电阻应变式土压力传感器存在输出信号弱、长期蠕变大、不能用于适合静态测量等缺点。
因此有必要研发一种适用范围更广，检测精度高的土压力传感器。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种土压力传感器，该土压力传感器用范围更广，检测精度高。
为了实现上述目的，根据本发明提供了一种土压力传感器，该土压力传感器包括：壳体、膜片、PVDF压电薄膜及输出导线；
其中，所述壳体为顶部具有开口的腔体结构，所述膜片覆盖所述开口，所述壳体内填充有填充液，所述PVDF压电薄膜设置在所述壳体内，悬浮在所述填充液中，所述输出导线一端连接于所述PVDF压电薄膜，另一端伸出所述壳体。
优选地，所述填充液为硅油。
优选地，所述壳体为长方体形，所述PVDF压电薄膜沿所述长方体形的长度方向设置。
优选地，所述壳体上开设有槽口，所述槽口位于所述壳体开口端的侧壁上，所述膜片通过所述槽口嵌套连接于所述壳体，覆盖并密封所述壳体的开口。
优选地，还包括导线出口，所述导向出口开设在所述壳体远离于所述膜片的一端，所述输出导线通过所述导向出口伸出所述壳体。
优选地，还包括密封件，所述密封胶设置在所述导向出口处。
有益效果：本申请的土压力传感器既适合静态土压力测量，又适合动态土压力测量，且输出信号可调，长期使用无蠕变。通过PVDF压电薄膜的设置，具有频响宽、动态范围大、压力点转换灵敏高度、力学性能好、机械强度高、耐冲击、使用寿命长等特点。
附图说明
图1是本发明土压力传感器的实施例的结构示意图。
附图标记说明：
1、壳体；2、膜片；3、PVDF压电薄膜；4、硅油；5、输出导线。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本发明技术方案。
根据本发明的一方面提供了一种土压力传感器，该土压力传感器包括：壳体、膜片、PVDF压电薄膜及输出导线；
其中，所述壳体为顶部具有开口的腔体结构，所述膜片覆盖所述开口，所述壳体内填充有填充液，所述PVDF压电薄膜设置在所述壳体内，悬浮在所述填充液中，所述输出导线一端连接于所述PVDF压电薄膜，另一端伸出所述壳体。
本发明提供的土压力传感器，使用时将土压力传感器埋设于土壤下，使膜片位于土压力传感器的上方。当土压力作用在膜片时，膜片发生变形，带动壳体内填充液发生运动，PVDF压电薄膜自由悬浮于真填充液，能感受轻微状态下的变化，继而PVDF压电薄膜即可基于填充液的运动通过输出导线发出压力输出信号，完成土压力的检测。该土压力传感器的膜片能迅速准确地感受到轻微的土压力变化信号，再将信号准确地传给PVDF压电薄膜，壳体的腔体内填充填充液，大大减小了测量时的误差。利用PVDF压电薄膜压电常数大、输出灵敏度高、频响宽、机械强度高等优点，可测量宽频范围的土压力变化，即可测量动、静态环境下的土压力变化。
进一步地，所述填充液为硅油。
具体地，通过硅油的设置，在膜片受压时，硅油运动能够尽快被PVDF压电薄膜感知，进一步减小了测量时的误差，同时便于PVDF压电薄膜悬浮设置在填充液内。
进一步地，所述壳体为长方体形，所述PVDF压电薄膜沿所述长方体形的长度方向设置。
具体地，通过壳体为长方体形的设计，便于壳体的生产加工，PVDF压电薄膜沿所述长方体形的长度方向设置能够增大PVDF压电薄膜的检测面积。
进一步地，所述壳体上开设有槽口，所述槽口位于所述壳体开口端的侧壁上，所述膜片通过所述槽口嵌套连接于所述壳体，覆盖并密封所述壳体的开口。
具体地，通过槽口的设置，便于膜片的安装，通过膜片密封壳体的开口能够防止壳体内的填充液外溢。
进一步地，还包括导线出口，所述导向出口开设在所述壳体远离于所述膜片的一端，所述输出导线通过所述导向出口伸出所述壳体。
具体地，通过导线出口的设置，便于将输出导线将PVDF压电薄膜的检测结果外发，通过将导线出口设置在壳体远离于膜片的一端，防止导线出口的开设影响PVDF压电薄膜的测量结果，使土压力传感器的测量结果更精确。
进一步地，还包括密封件，所述密封胶设置在所述导向出口处。
具体地，通过密封件的设置对导线出口进行封堵，能够防止填充在腔体内的填充液外溢。
实施例1
图1是本发明土压力传感器的实施例的结构示意图。
如图1所示，该土压力传感器包括：壳体1、膜片2、PVDF压电薄膜3及输出导线5；
其中，所述壳体1为顶部具有开口的腔体结构，所述膜片2覆盖所述开口，所述壳体1内填充有填充液，所述PVDF压电薄膜3设置在所述壳体1内，悬浮在所述填充液中，所述输出导线5一端连接于所述PVDF压电薄膜3，另一端伸出所述壳体1。
其中，所述填充液为硅油4。
其中，所述壳体1为长方体形，所述PVDF压电薄膜3沿所述长方体形的长度方向设置。
其中，所述壳体1上开设有槽口，所述槽口位于所述壳体1开口端的侧壁上，所述膜片2通过所述槽口嵌套连接于所述壳体1，覆盖并密封所述壳体1的开口。
其中，还包括导线出口，所述导向出口开设在所述壳体1远离于所述膜片2的一端，所述输出导线5通过所述导向出口伸出所述壳体1。
其中，还包括密封件，所述密封胶设置在所述导向出口处。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种土压力传感器，其特征在于，所述土压力传感器包括：壳体、膜片、PVDF压电薄膜及输出导线；
其中，所述壳体为顶部具有开口的腔体结构，所述膜片覆盖所述开口，所述壳体内填充有填充液，所述PVDF压电薄膜设置在所述壳体内，悬浮在所述填充液中，所述输出导线一端连接于所述PVDF压电薄膜，另一端伸出所述壳体。
2.根据权利要求1所述的土压力传感器，其特征在于，所述填充液为硅油。
3.根据权利要求1所述的土压力传感器，其特征在于，所述壳体为长方体形，所述PVDF压电薄膜沿所述长方体形的长度方向设置。
4.根据权利要求1所述的土压力传感器，其特征在于，所述壳体上开设有槽口，所述槽口位于所述壳体开口端的侧壁上，所述膜片通过所述槽口嵌套连接于所述壳体，覆盖并密封所述壳体的开口。
5.根据权利要求1所述的土压力传感器，其特征在于，还包括导线出口，所述导向出口开设在所述壳体远离于所述膜片的一端，所述输出导线通过所述导向出口伸出所述壳体。
6.根据权利要求5所述的土压力传感器，其特征在于，还包括密封件，所述密封胶设置在所述导向出口处。
Priority Applications (1)
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| CN111122023A true CN111122023A (zh) | 2020-05-08 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111122023A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112082674A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-15 | 长安大学 | 一种基于正挠曲电效应的土压力测量盒 |
-
2020
- 2020-01-15 CN CN202010043573.8A patent/CN111122023A/zh active Pending
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