CN213239323U - 一种土压力传感器标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土压力传感器标定装置，包括标定筒、加压室、空气压缩机和数据采集单元，所述标定筒内填充有标定填料，所述标定填料内预埋有土压力传感器，所述土压力传感器的接线从所述标定筒侧壁上的穿孔引出与所述数据采集单元连接；所述加压室固定设置在所述标定筒的上方，所述压力室加压室的内部滑动设置有活塞，所述活塞的底部设有加载头，所述加载头伸入所述标定筒内与所述标定填料上方的刚性加载板接触，所述空气压缩机通过气管与所述加压室的顶部连通，所述气管上设有气压表和调压阀。本实用新型具有结构简单、标定方便及测量准确的优点。

Description

一种土压力传感器标定装置

技术领域

本实用新型属于压力传感器标定技术领域，尤其涉及一种土压力传感器标定装置。

背景技术

土压力传感器常用于测试地基土压力或土与结构物的接触应力。根据输出结果的不同可分为振弦式与应变式传感器两类。厂家出厂前通常采用液压或气压对传感器进行标定，获得灵敏系数K和初始频率f₀或初始应变ε₀。上述指标均系传感器自身的固有属性，应不随标定方法的改变而发生变化。但在不同介质环境中，土压力传感器的受力特征存在差异。厂家在流体中(如油标，气标)标定时，应力处处相等，作用在传感器上的荷载可认为是均布荷载。而在实际土压力测试过程中，传感器埋设介质多为砂、土等散体或粉体，所处环境同标定环境存在较大差别，由于传感器与填料间的刚度差、传感器自身的变形差异及土拱效应的存在使得土压力传感器受到的荷载向刚度更大的传感器两侧发生转移，造成两端应力大，中心应力小，实际土压力测试结果偏小。

国内外研究致力于获得与土压力传感器工作环境相似条件下的标定参数，通常采用圆柱形缸筒作为标定装置，在缸筒中填筑填料并压实，土压力传感器埋置于填料中，在略低于缸筒上口处的填料表面覆盖刚性承载板，利用砝码进行人工加卸载，易产生偏心荷载，且填料密实度受砝码堆放位置的影响显著，从而造成测试结果偏差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、标定方便及测量准确的土压力传感器标定装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种土压力传感器标定装置，包括标定筒、加压室、空气压缩机和数据采集单元，所述标定筒内填充有标定填料，所述标定填料内预埋有土压力传感器，所述土压力传感器的接线从所述标定筒侧壁上的穿孔引出与所述数据采集单元连接；

所述加压室固定设置在所述标定筒的上方，所述压力室加压室的内部滑动设置有活塞，所述活塞的底部设有加载头，所述加载头伸入所述标定筒内与所述标定填料上方的刚性加载板接触，所述空气压缩机通过气管与所述加压室的顶部连通，所述气管上设有气压表和调压阀。

具体的，所述加压室内位于所述活塞上方的空间内填充有液压油。

具体的，所述标定筒内位于所述刚性加载板的底部还设有硅胶垫层。

具体的，所述加压室上设有排气阀。

具体的，所述标定筒的内壁上涂有凡士林。

具体的，所述加载板的顶部围绕所述加载头设有拉杆。

本实用新型的土压力传感器标定装置采用气压驱动方式，结构简单，操作方便，标定过程便捷，可适用量程范围大，并可模拟土压力传感器的实际应用环境，提高了土压力传感器的标定精度和标定效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的土压力传感器标定装置结构示意图；

其中：1-标定筒；2-加压室；3-空气压缩机；4-数据采集单元；5-标定填料；6-刚性加载板；7-土压力传感器；8-活塞；9-加载头；10-气管；11-气压表；12-调压阀；13-排气阀；14-硅胶垫层；15-液压油。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种土压力传感器标定装置，包括标定筒1、加压室2、空气压缩机3和数据采集单元4，标定筒1为底端封闭，顶端敞开的薄壁圆筒，标定筒1内填充有标定填料5，标定筒1内位于标定填料5的上方设有刚性加载板6，土压力传感器7预埋在标定填料5内，土压力传感器7的接线从标定筒1侧壁上的穿孔引出与数据采集单元4连接，加压室2固定设置在标定筒1的上方，加压室2的内部滑动设置有活塞8，活塞8的底部设有加载头9，加载头9从加压室底部的通孔伸出并插入标定筒1内与标定填料5上方的刚性加载板6接触，从而对刚性加载板6施加载荷，空气压缩机3则通过气管10与加压室2的顶部连通，气管10上设有气压表11和调压阀12，加压室2的顶部上设有排气阀13。

在实际应用中，为减小标定介质表面荷载的非均匀分布，在刚性加载板6的底部加铺有一层硅胶垫层14，而刚性加载板6及其下方柔性垫层和标定筒1大小相适配。此外，上述刚性加载板6顶部围绕加载头9还可以设置拉杆，以方便在标定结束后便于刚性加载板6的取出。其次，为避免侧壁摩擦对土压力测试的影响，在标定筒1的内壁上还可以涂覆凡士林。

参见图1，上述实施例标定装置对土压力传感器7进行标的具体过程如下：

(1)标定试验开始前，在标定筒1内壁均匀涂抹凡士林并晾至干燥；

(2)在标定筒1内分层填筑标定填料5，并埋设土压力传感器7，土压力传感器7的接线由标定筒1侧壁穿孔引出，与数据采集单元4连接；

其中，土压力传感器7布设位置距标定筒1底部的距离不小于刚性加载板6的直径，以确保土压力传感器7埋设平面处的压力均匀分布；

(3)填筑填料至预定高度后，在标定填料5表面依次放置硅胶垫层14和刚性承载板；

(4)将加压室2固定安装在标定筒1上，并使加载头9下端与刚性承载板中心自然接触，不产生初始压力；

(6)利用空气压缩机3对加压室2输入压缩气体，根据气压表11读数，以传感器满载量程施加预压，打开排气阀13卸荷后静置，准备开始逐级加压标定；

(7)关闭排气阀13，利用空气压缩机3、调压阀12及气压表11对加压室2加压，并分级加压标定至土压力传感器7满量程，静置待气压表11读数稳定后，利用调压阀12及气压表11分级调减压力，进行分级卸载标定；

(8)在标定过程中同步记录气压表11的压力值与数据采集单元4所示土压力传感器7输出值，并根据气压表11的读数及标定筒1和加压室2的内径换算得到土压力传感器7处施加的压力值，从而获得土压力传感器7的加、卸载标定曲线及标定系数。

本实施例土压力传感器7标定装置结构简单，操作方便，适应量程范围广，通过气压控制负荷完成加卸载，并可通过室内标定试验模拟实测环境，提高了土压力传感器7的标定精度和标定效率。

参见图1，可以理解的是，在一些可能实施的方案中，加压室2内位于活塞8上方的空间内填充有液压油15，因压力气体容易从活塞8与加压室2的间隙处泄漏，造成加载不稳定，此时可以在加压室2内的活塞8上方的空间内盛放液压油15，由于液压油15相比于气体而言不易泄漏，所以可以使用其进行加载，相比直接气体驱动，加载稳定性得到提升。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种土压力传感器标定装置，其特征在于：包括标定筒、加压室、空气压缩机和数据采集单元，所述标定筒内填充有标定填料，所述标定填料内预埋有土压力传感器，所述土压力传感器的接线从所述标定筒侧壁上的穿孔引出与所述数据采集单元连接；

所述加压室固定设置在所述标定筒的上方，所述加压室的内部滑动设置有活塞，所述活塞的底部设有加载头，所述加载头伸入所述标定筒内与所述标定填料上方的刚性加载板接触，所述空气压缩机通过气管与所述加压室的顶部连通，所述气管上设有气压表和调压阀。

2.根据权利要求1所述的土压力传感器标定装置，其特征在于：所述加压室内位于所述活塞上方的空间内填充有液压油。

3.根据权利要求1或2所述的土压力传感器标定装置，其特征在于：所述标定筒内位于所述刚性加载板的底部还设有硅胶垫层。

4.根据权利要求1或2所述的土压力传感器标定装置，其特征在于：所述加压室的顶部上设有排气阀。

5.根据权利要求1或2所述的土压力传感器标定装置，其特征在于：所述标定筒的内壁上涂有凡士林。

6.根据权利要求1或2所述的土压力传感器标定装置，其特征在于：所述刚性加载板的顶部围绕所述加载头设有拉杆。

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