一种动态孔压信号发生方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动态孔压信号发生方法与装置，包括：供气模块、上位机、第一控制阀、第二控制阀和快插式三通管接头，第一控制阀根据供气模块产生的第一气压源和上位机输出的第一开启信号生成双曲线型增长可调频气压信号，第二控制阀根据供气模块产生的第二气压源和上位机输出的第二开启信号生成正弦式可调频气压信号，快插式三通管接头通过将双曲线型增长可调频气压信号和正弦式可调频气压信号进行叠加得到动态孔压信号。因此，本发明专利技术公开的动态孔压信号发生装置实现了动态孔压信号的生成，填补了现有方案中无法生成动态孔压信号的空白，从而实现了对孔隙水压计传感器动态响应性能的测试与检定，并为深入认识孔压本构模型与液化机制提供可能。

Method and device for generating dynamic pore pressure signal

The invention discloses a dynamic pore pressure signal and device and method includes: supply module, PC, the first control valve, control valve second and quickly inserted three joint, the first control valve according to the gas supply module generates a first pressure source and the computer output signal generating the first open hyperbolic growth FM the pressure signal, the second control valve according to the gas supply module generates second pressure source and PC output second open signal generating sinusoidal FM signal pressure, quickly inserted three joint by hyperbolic growth FM signal and sine frequency modulation type pneumatic pressure signal superimposed on the dynamic pore pressure signal. Therefore, to generate signal generating device to realize dynamic pore pressure signal dynamic pressure hole disclosed by the invention, to fill the gaps in existing schemes cannot generate dynamic pore pressure signal, so as to realize the piezometer sensor dynamic response test and verification performance, and to understand the constitutive model of pore pressure and liquefaction mechanism may.

【技术实现步骤摘要】
一种动态孔压信号发生方法与装置
本专利技术涉及孔隙水压力
，更具体的说，涉及一种动态孔压信号发生方法与装置。
技术介绍
孔隙水压计(简称孔压计)是岩土物理模型试验中观测超静孔隙水压力增长与消散的关键量测传感器，用于监测、判别场地和岩土构筑物等力学性态与稳定性。所谓孔隙水压力，又称孔隙压力或孔压，一般是指饱和土体孔隙介质中充满水时所具有的水压力，是大气压力之上的一种正压力，其能够判别岩土物理模型试验中场地和岩土构筑物等的力学性态与稳定性。为保证孔隙水压计的稳定性和可靠性，通常需要对孔隙水压计的传感器性能进行测试与检定。目前主要采用静态孔压信号对孔隙水压计的传感器静态响应性能进行测试与检定。本申请的专利技术人经过研究后发现，在实际科研与工程应用中，学者与工程师们往往只关注于孔隙水压计的静态性能，而忽略动态性能响应，然而，不同品牌、不同型号传感器通常其静态性能响应差异较小，而国内外不同品牌孔隙水压计动态性能却存在显著差异，这意味着现场地震实测和岩土物理模型试验中液化孔压记录可能与真实存在偏差，基于这些数据建立的现有孔压本构理论与增长形式认识甚至存在根本性的错误。该研究发现为土体液化失效机制的孔压增长模型至今难以得到统一认识，找到了真正原因。大量工程灾害实例与物理试验证明，地基、边坡、堤坝、挡土墙等岩土结构物的破坏过程与孔隙水压动态增长规律及形式关系紧密，然而，不同孔隙水压计动态测试结果差异阻碍了这些岩土结构物失效机理研究的发展，导致认识无法统一。但是，现有技术中只有静态孔压信号加载装置，并没有动态孔压信号发生装置。因此，如何提供一种动态孔压信号发生方法与装置成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术公开一种动态孔压信号发生方法与装置，以实现动态孔压信号的生成，实现对孔隙水压计传感器动态响应性能的测试与检定，并为深入认识孔压本构模型与液化机制提供可能。一种动态孔压信号发生装置，包括：供气模块，所述供气模块用于产生恒定压力的第一气压源和第二气压源，并通过第一输出端输出所述第一气压源，通过第二输出端输出所述第二气压源，其中，所述第一气压源和所述第二气压源的压力值不同；上位机，具有第一信号控制端和第二信号控制端，所述第一信号控制端用于输出第一开启信号，所述第一开启信号包括：阀门开启总时间、控制阀单位时间内的开口大小、阀门灵敏度和电机变速时间，所述第二信号控制端用于输出第二开启信号，所述第二开启信号包括：控制阀的换向频率、控制阀单位时间内的开口大小和电磁灵敏度；第一控制阀，所述第一控制阀的输入端分别与所述第一输出端和所述第一信号控制端连接，用于根据所述第一输出端输出的所述第一气压源和所述第一信号控制端输出的所述第一开启信号，生成双曲线型增长可调频气压信号；第二控制阀，所述第二控制阀的输入端分别与所述第二输出端和所述第二信号控制端连接，用于根据所述第二输出端输出的所述第二气压源和所述第二信号控制端输出的所述第二开启信号，生成正弦式可调频气压信号；快插式三通管接头，所述快插式三通管接头的第一输入端连接所述第一控制阀的输出端，所述快插式三通管接头的第二输入端连接所述第二控制阀的输出端，所述快插式三通管接头用于对所述第一控制阀输出的所述双曲线型增长可调频气压信号和所述第二控制阀输出的所述正弦式可调频气压信号进行叠加，得到动态孔压信号，并输出。优选的，还包括：测压装置，所述测压装置的输入端与所述快插式三通管接头的输出端连接，用于采集所述快插式三通管接头输出的所述动态孔压信号；数据采集设备，所述数据采集设备分别与所述测压装置和所述上位机连接，所述数据采集设备用于对所述测压装置输出的所述动态孔压信号进行滤波和放大，得到所述动态孔压信号的放大信号，并将所述放大信号输出至所述上位机进行显示。优选的，所述上位机还用于将所述动态孔压信号的放大信号和预存储的标准动态孔压放大信号进行比对，并根据比对结果，相应调整所述第一开启信号和/或所述第二开启信号，以使所述快插式三通管接头再次叠加得到的动态孔压信号，经所述数据采集设备滤波和放大处理后，与所述标准动态孔压放大信号的比对结果在误差允许范围内。优选的，所述供气模块包括：高压气源；第一调压阀，所述第一调压阀分别与所述高压气源和所述第一控制阀连接，所述第一调压阀用于在所述高压气源的开关阀门开启后，根据所述高压气源输出的气压生成所述第一气压源，并将所述第一气压源输出至所述第一控制阀；第二调压阀，所述第二调压阀分别与所述高压气源和所述第二控制阀连接，所述第二调压阀用于在所述高压气源的开关阀门开启后，根据所述高压气源输出的气压生成所述第二气压源，并将所述第二气压源输出至所述第二控制阀。优选的，所述上位机的所述第一信号控制端和所述第一控制阀通过第一A/D转换器连接，所述上位机的所述第二信号控制端和所述第二控制阀通过第二A/D转换器连接。优选的，所述第一气压源为300kPa～700kPa范围内的气压源。优选的，所述第二气压源为50kPa～150kPa范围内的气压源。一种动态孔压信号发生方法，应用于上述所述的动态孔压信号发生装置，所述方法包括：第一控制阀接收供气模块产生并通过第一输出端输出的恒定压力的第一气压源，以及上位机通过第一信号控制端输出的第一开启信号，所述第一开启信号包括：阀门开启总时间、控制阀单位时间内的开口大小、阀门灵敏度和电机变速时间；所述第一控制阀根据所述第一气压源和所述第一开启信号，生成双曲线型增长可调频气压信号；第二控制阀接收所述供气模块产生并通过第二输出端输出的恒定压力的第二气压源，以及所述上位机通过第二信号控制端输出的第二开启信号，所述第二开启信号包括：控制阀的换向频率、控制阀单位时间内的开口大小和电磁灵敏度，其中，所述第一气压源和所述第二气压源的压力值不同；所述第二控制阀根据所述第二气压源和所述第二开启信号，生成正弦式可调频气压信号；所述快插式三通管接头对所述第一控制阀输出的所述双曲线型增长可调频气压信号和所述第二控制阀输出的所述正弦式可调频气压信号进行叠加，得到动态孔压信号。优选的，当所述动态孔压信号发生装置还包括：测压装置和数据采集设备时，所述方法还包括：所述测压装置采集所述快插式三通管接头输出的所述动态孔压信号；所述数据采集设备对所述测压装置输出的所述动态孔压信号进行滤波和放大，得到所述动态孔压信号的放大信号，并将所述放大信号输出至所述上位机进行显示。优选的，所述方法还包括：所述上位机将所述动态孔压信号的放大信号和预存储的标准动态孔压放大信号进行比对，并根据比对结果，相应调整所述第一开启信号和/或所述第二开启信号，以使所述快插式三通管接头再次叠加得到的动态孔压信号，经所述数据采集设备滤波和放大处理后，与所述标准动态孔压放大信号的比对结果在误差允许范围内。从上述的技术方案可知，本专利技术公开了一种动态孔压信号发生装置，包括：供气模块、上位机、第一控制阀、第二控制阀和快插式三通管接头，第一控制阀根据供气模块产生的第一气压源和上位机输出的第一开启信号生成双曲线型增长可调频气压信号，第二控制阀根据供气模块产生的第二气压源和上位机输出的第二开启信号生成正弦式可调频气压信号，快插式三通管接头通过将双曲线型增长可调频气压信号和正弦式可调频气压信号进行叠加，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态孔压信号发生装置，其特征在于，包括：供气模块，所述供气模块用于产生恒定压力的第一气压源和第二气压源，并通过第一输出端输出所述第一气压源，通过第二输出端输出所述第二气压源，其中，所述第一气压源和所述第二气压源的压力值不同；上位机，具有第一信号控制端和第二信号控制端，所述第一信号控制端用于输出第一开启信号，所述第一开启信号包括：阀门开启总时间、控制阀单位时间内的开口大小、阀门灵敏度和电机变速时间，所述第二信号控制端用于输出第二开启信号，所述第二开启信号包括：控制阀的换向频率、控制阀单位时间内的开口大小和电磁灵敏度；第一控制阀，所述第一控制阀的输入端分别与所述第一输出端和所述第一信号控制端连接，用于根据所述第一输出端输出的所述第一气压源和所述第一信号控制端输出的所述第一开启信号，生成双曲线型增长可调频气压信号；第二控制阀，所述第二控制阀的输入端分别与所述第二输出端和所述第二信号控制端连接，用于根据所述第二输出端输出的所述第二气压源和所述第二信号控制端输出的所述第二开启信号，生成正弦式可调频气压信号；快插式三通管接头，所述快插式三通管接头的第一输入端连接所述第一控制阀的输出端，所述快插式三通管接头的第二输入端连接所述第二控制阀的输出端，所述快插式三通管接头用于对所述第一控制阀输出的所述双曲线型增长可调频气压信号和所述第二控制阀输出的所述正弦式可调频气压信号进行叠加，得到动态孔压信号，并输出。...

【技术特征摘要】
1.一种动态孔压信号发生装置，其特征在于，包括：供气模块，所述供气模块用于产生恒定压力的第一气压源和第二气压源，并通过第一输出端输出所述第一气压源，通过第二输出端输出所述第二气压源，其中，所述第一气压源和所述第二气压源的压力值不同；上位机，具有第一信号控制端和第二信号控制端，所述第一信号控制端用于输出第一开启信号，所述第一开启信号包括：阀门开启总时间、控制阀单位时间内的开口大小、阀门灵敏度和电机变速时间，所述第二信号控制端用于输出第二开启信号，所述第二开启信号包括：控制阀的换向频率、控制阀单位时间内的开口大小和电磁灵敏度；第一控制阀，所述第一控制阀的输入端分别与所述第一输出端和所述第一信号控制端连接，用于根据所述第一输出端输出的所述第一气压源和所述第一信号控制端输出的所述第一开启信号，生成双曲线型增长可调频气压信号；第二控制阀，所述第二控制阀的输入端分别与所述第二输出端和所述第二信号控制端连接，用于根据所述第二输出端输出的所述第二气压源和所述第二信号控制端输出的所述第二开启信号，生成正弦式可调频气压信号；快插式三通管接头，所述快插式三通管接头的第一输入端连接所述第一控制阀的输出端，所述快插式三通管接头的第二输入端连接所述第二控制阀的输出端，所述快插式三通管接头用于对所述第一控制阀输出的所述双曲线型增长可调频气压信号和所述第二控制阀输出的所述正弦式可调频气压信号进行叠加，得到动态孔压信号，并输出。2.根据权利要求1所述的动态孔压信号发生装置，其特征在于，还包括：测压装置，所述测压装置的输入端与所述快插式三通管接头的输出端连接，用于采集所述快插式三通管接头输出的所述动态孔压信号；数据采集设备，所述数据采集设备分别与所述测压装置和所述上位机连接，所述数据采集设备用于对所述测压装置输出的所述动态孔压信号进行滤波和放大，得到所述动态孔压信号的放大信号，并将所述放大信号输出至所述上位机进行显示。3.根据权利要求2所述的动态孔压信号发生装置，其特征在于，所述上位机还用于将所述动态孔压信号的放大信号和预存储的标准动态孔压放大信号进行比对，并根据比对结果，相应调整所述第一开启信号和/或所述第二开启信号，以使所述快插式三通管接头再次叠加得到的动态孔压信号，经所述数据采集设备滤波和放大处理后，与所述标准动态孔压放大信号的比对结果在误差允许范围内。4.根据权利要求1所述的动态孔压信号发生装置，其特征在于，所述供气模块包括：高压气源；第一调压阀，所述第一调压阀分别与所述高压气源和所述第一控制阀连接，所述第一调压阀用于在所述高压气源的开关阀门开启后，根据所述高压气源输出的气压生成所述第一气压源，并将所述第一气压源输出至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永志，汤兆光，孙锐，王海，袁晓铭，方浩，王体强，段雪锋，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23