CN116296054A - 一种基于土体介质的土压力传感器的标系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，由自动控制模块、空气压缩机、传感器标定箱和气压仓组成。传感器标定箱安装在气压仓内部，土压力传感器安置在传感器标定箱内进行标定。自动控制模块包括气压传感器、数据处理元件和气压控制器，其中气压传感器和数据处理元件安置在气压仓内部，气压控制器和空气压缩机安装在一起用以控制空气压缩机改变气压仓内气压。气压仓为气密箱体，用圆管和空气压缩机连接。气压传感器、数据处理元件和气压控制器之间用数据线进行连接。本发明可以对埋置土压传感器的土体施加均布压力，从而施加力的边界。可以实现自动控制标定压力，并自动进行一系列不同压力值的标定。
Description
技术领域
本发明适用于岩土工程测试领域，具体涉及一种基于土体介质的可以标定各类型土压力传感特性曲线的土压力传感器标定系统。
背景技术
在岩土工程中，无论是工程项目的建设还是实验室实验研究，都需要对土体内部压力进行测量，就需要用到土压力传感器。土压力传感器在使用之前需要进行标定以确定其特征曲线，保证其在测量土体压力的准确性。但是目前土压力传感器的标定存在误差大，测量土体内部压力不准确的问题。传统的土压力传感器的测量大多数采用直接气压标定、液压标定的方法。因气体、液体与土压力传感器的接触形式与土体与土压力传感器的接触形式并不相同，导致标定好的土压力传感器在测量土体内部压力时误差大不准确。土压力盒测得的数据经常与实际的土压力值存在较大的误差。
发明内容
本发明提供一种基于土体介质的可以标定各类型土压力传感器特性曲线的土压力传感器标定系统。传感器标定箱可以将土压力传感器埋置于土体中进行标定，传感器标定箱安装在气压仓中，气压仓可以对传感器标定箱中的土体施加均布压力，从而对土体施加力的边界来标定其中的土压力传感器的特性曲线，自动控制模块可以实现自动控制标定压力，并自动进行一系列不同压力值的标定。
本发明采用的技术方案为：
一种基于土体介质的可以标定各类型土压力传感器特性曲线的土压力传感器标定系统，由自动控制模块、空气压缩机、传感器标定箱和气压仓四个部分组成。传感器标定箱安装在气压仓内部，土压力传感器安置在传感器标定箱内进行标定。传感器标定箱的受力面为柔性界面，能够承受气压仓内部的气体压力并将其均匀传递到其内部的土体中。自动控制模块包括气压传感器、数据处理元件和气压控制器，其中气压传感器和数据处理元件安置在气压仓内部，气压控制器和空气压缩机安装在一起用以控制空气压缩机改变气压仓内气压。气压仓为气密箱体，用圆管和空气压缩机连接。气压传感器、数据处理元件和气压控制器之间用数据线进行连接。自动控制模块可以对气压仓内气体压力进行测量和处理，并自动控制空气压缩机改变气压仓内气体压力。
本发明的技术效果为：
用土填满传感器标定箱并将土压力传感器埋置于其中，封闭传感器标定箱，并将气压仓封闭。在气压控制器上设置好所需要的压力，空气压缩机则会向气压仓内压缩空气，气压传感器能够感受气压仓内压力并将信号传递给数据处理原件，数据处理元件对信号进行处理传递给气压控制器，气压仓捏压力达到设定值时空气压缩机就会停止工作，气压稳定一定时间后，空气压缩机会继续向气压仓压缩空气。传感器标定箱会将气压均匀传递到其中的土体中，传感器标定箱的受力面为柔性界面，能够的土体施加的是力的边界对土体中的土压力传感器进行标定。本发明可以对埋置涂药传感器的土体施加均布压力，从而施加力的边界。可以实现自动控制标定压力，并自动进行一系列不同标定压力值的标定。
附图说明
图1展示了本发明的立体结构。
图2展示了本发明的三视图。
图3为本发明的装配示意图。
图4展示了在标定土压力传感器时气压仓及其内部结构的剖面图。
图5展示了气压仓上部半部分的结构。
图6展示了气压仓下部半部分的结构。
图7展示了本发明的自动控制模块。
具体实施方式
如图1～7所示，一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，包括自动控制模块、空气压缩机、传感器标定箱和气压仓四个部分。下面结合附图进行具体说明。
空气压缩机1通过圆管5与气压仓4进行连接，气压控制器8安装在包括空气压缩机1上，传感器标定箱3安装在气压仓4内部。
优选的，为了方便使用，气压仓4分为上下两个部分。上下两个部分通过固定螺环9进行固定。固定螺环9和气压仓4的下半部分通过螺纹进行连接，和气压仓4的上半部分通过卡扣进行连接。气压仓4的上半部分设置有若干柱状突起16，气压仓4的下半部分设有相对应的柱状凹槽17。两个半部分通过柱状突起16和柱状凹槽17进行固定，使其在安装时不会相对转动。气压仓4的下下两部分之间有密封垫片14，方便对气压仓4进行密封。
优选的，气压仓4下半部分与传感器标定箱3通过安装槽18安装在一起，传感器标定箱3底部穿有小孔，安装槽18侧壁设有走线孔19，土压力传感器的数据线21从传感器标定箱3底部的小孔穿出，再从走线孔19穿出。
优选的，气压仓4上半部分安装有气压传感器6和数据处理元件7，并且穿有出线孔10、出气孔11和进气孔15。数据处理原件7侧面设置有数据线接口，用以连接从走线孔19穿出的土压力传感器的数据线21。
优选的，数据处理原件7在对接收到的数据进行处理后，通过数据线传输到电脑和气压控制器8，数据线通过出线孔10穿出，一条连接气压传感器6，一条连接到电脑。气压传感器6、数据处理元件7和气压控制器8三部分组成自动控制模块2。
优选的，进气孔15与圆管5安装在一起并且安装有单项进气阀。出气孔11安装有单向进气阀，以实现对气压仓4的出气减压。
优选的，用于标定土压力传感器的土体22埋置于传感器标定箱3中，并将土压力传感器埋置于土体22中进行标定。传感器标定箱3顶部用橡胶模13进行封闭，橡胶模13用以给传感器标定箱3内部的土体22传递气压。传感器标定箱3与橡胶模13之间通过钢箍12进行密封和固定。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：包括空气压缩机(1)、自动控制模块(2)、传感器标定箱(3)、和气压仓(4)四个部分；其特征在于：
空气压缩机(1)和气压仓(4)之间用圆管(5)进行连接，空气压缩机(1)用来给气压仓(4)施加气体压力；自动控制模块(2)包括气压传感器(6)、数据处理元件(7)和气压控制器(8)；
气压传感器(6)用以测量气压仓(4)内气体压力大小，数据处理元件(7)可以收集气压传感器(6)的信号并进行处理后通过数据线传输给气压控制器(8)，气压控制器(8)控制空气压缩机(1)以控制气压仓(4)的进气量；
气压传感器(6)和数据处理元件(7)安装在气压仓(4)内部，气压控制器(8)与空气压缩机(1)安装在一起；
传感器标定箱(3)安置于气压仓(4)之中；传感器标定箱(3)内部装填土体(22)并将土压力传感器埋(20)置于其中进行标定；传感器标定箱(3)的受力面为柔性界面，能够承受气压仓(4)内部的气体压力并将其均匀传递到其内部的土体中。
2.根据权利要求1所述的一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：所述传感器标定箱(3)安装在气压仓(4)内部。
3.根据权利要求1所述的一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：气压仓(4)分为上下两个部分；上下两个部分通过固定螺环(9)进行固定；固定螺环(9)和气压仓(4)的下半部分通过螺纹进行连接，和气压仓(4)的上半部分通过卡扣进行连接；气压仓(4)的上半部分设置有若干柱状突起(16)，气压仓(4)的下半部分设有相对应的柱状凹槽(17)；两个半部分通过柱状突起(16)和柱状凹槽(17)进行固定，使其在安装时不会相对转动；气压仓(4)的下下两部分之间有密封垫片(14)，方便对气压仓(4)进行密封。
4.根据权利要求1所述的一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：气压仓(4)下半部分与传感器标定箱(3)通过安装槽(18)安装在一起，传感器标定箱(3)底部穿有小孔，安装槽(18)侧壁设有走线孔(19)，土压力传感器的数据线(21)从传感器标定箱(3)底部的小孔穿出，再从走线孔(19)穿出。
5.根据权利要求1所述的一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：气压仓(4)上半部分安装有气压传感器(6)和数据处理元件(7)，并且穿有出线孔(10)、出气孔(11)和进气孔(15)；数据处理原件(7)侧面设置有数据线接口，用以连接从走线孔(19)穿出的土压力传感器的数据线(21)。
6.根据权利要求1所述的一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：数据处理原件(7)在对接收到的数据进行处理后，通过数据线传输到电脑和气压控制器(8)，数据线通过出线孔(10)穿出，一条连接气压传感器(6)，一条连接到电脑；气压传感器(6)、数据处理元件(7)和气压控制器(8)三部分组成自动控制模块(2)。
7.根据权利要求1所述的一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：进气孔(15)与圆管(5)安装在一起并且安装有单项进气阀；出气孔(11)安装有单向进气阀，以实现对气压仓(4)的出气减压。
8.根据权利要求1所述的一种基于土体介质的土压力传感器标定系统，其特征在于：用于标定土压力传感器的土体(22)埋置于传感器标定箱(3)中，并将土压力传感器埋置于土体(22)中进行标定；传感器标定箱(3)顶部用橡胶模(13)进行封闭，橡胶模(13)用以给传感器标定箱(3)内部的土体(22)传递气压；传感器标定箱(3)与橡胶模(13)之间通过钢箍(12)进行密封和固定。
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