三轴试验仪内置轴向荷载传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器，包括：圆形的底座，所述底座上固定连接传感器感应体组件；呈倒凹字形且顶部均匀间隔设有若干贯穿孔的圆形的外壳，所述外壳与所述传感器感应体组件固定连接，所述外壳与所述底座相扣合形成封闭空间用以收容所述传感器感应体组件，所述贯穿孔中设有塞头；及连接在所述外壳上方的隔离层；所述外壳的内径与所述传感器感应体组件及底座的外径间留有一定间隙，所述外壳及底座的缝隙用呈环形的隔膜密封装置密封固定。通过这种结构的三轴试验仪内置轴向荷载传感器，其显著提高了三轴试验仪测量的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，尤其涉及一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器。
技术介绍
在土工试验中，三轴试验仪已成为测定土的强度和变形指标必不可少的常用仪器。三轴试验机中的轴向压力传感器是三轴试验仪的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到三轴试验仪测量的精确度。现有技术中，三轴试验机中的轴向压力传感器一般置于三轴压力室的外部。三轴试验过程中，三轴压力室要保持一定的压力(一般为0.1 3Mpa)，这就要求三轴活塞处既能保证活塞轴的上下运动，又要有很好的密封性(不能漏水、漏气)。在试验过程中，试样受力产生位移时，活塞轴与活塞套间就会产生摩擦力，该摩擦力与密封圈的新旧、环境温度、试验的振动频率、振幅大小等因素有关，要想准确测出该摩擦力，是不现实的。所以，受摩擦力的影响，用外置传感器的三轴仪进行土工试验，特别是在低应力及小变形(小动应力)条件下的试验，其测试结果受摩擦力影响尤为突出，造成测量精度偏差较大，使试验成果失真。为消除摩擦力的影响，现有技术中，已有将防水、耐压的轴向压力传感器置于三轴压力室内部的技术方案出现，但因目前所使用的传感器，耐压壳与感应体组件为一体结构，环境压力(侧向压力)仍会对测量的精度造成一定的影响，并产生横向效应(随环境压力的增大而增大)。有鉴于此，有必要对现有技术中三轴试验仪的传感器予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器，其由传感器感应体组件和传感器外壳组成，即可消除摩擦力对传感器的影响，又可保证传感器完全不受环境压力(侧向压力)的影响，同时具有较强的防水性能，提高了三轴试验仪测量的精确度。为实现上述目的，本专利技术提供了一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器，包括:圆形的底座，该底座上固定连接传感器感应体组件；呈倒凹字形且顶部均匀间隔设有若干贯穿孔的圆形的外壳，该外壳与该传感器感应体组件固定连接，该外壳与该底座相扣合形成封闭空间用以收容该传感器感应体组件，该贯穿孔中设有塞头；及连接在该外壳上方的隔离层；该外壳的内径与该传感器感应体组件及底座的外径间留有一定间隙(防止侧向应力传递到传感器感应体组件)，该外壳及底座的缝隙用呈环形的隔膜密封装置密封固定。作为本专利技术的进一步改进，该贯穿孔的数量为四个。作为本专利技术的进一步改进，该传感器感应体组件分别与该底座及外壳，通过穿钉固定连接。作为本专利技术的进一步改进，该穿钉的数量为八个。作为本专利技术的进一步改进，该隔膜密封装置分别与该外壳及底座通过螺钉固定连接。作为本专利技术的进一步改进，该隔膜密封装置为环形橡胶隔膜或加筋橡胶隔膜。作为本专利技术的进一步改进，该隔离层与该外壳固定连接，其覆盖在该外壳的顶部。作为本专利技术的进一步改进，该底座设有线路通道。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:通过提供了一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器，通过穿钉固定连接底座与传感器感应体组件、外壳与传感器感应体组件，并设置隔离层及隔膜密封装置。通过这种结构的三轴试验仪内置轴向荷载传感器，其不仅消除了外置传感器受摩擦力影响所造成的误差，而且保证了传感器在三轴试验仪内不受任何环境压力(侧向压力)的影响，同时具有较强的防水性，从而显著提高了三轴试验仪测量的精确度。附图说明图1为本专利技术三轴试验仪内置轴向荷载传感器的结构示意图；图2为图1所示A处的局部放大图。图3为外置轴向传感器试验得到的地震总应力抗剪强度τ fs与初始有效法向应力O ’ fo的关系图。图4为内置轴向传感器试验得到的地震总应力抗剪强度Tfs与初始有效法向应力O ’ fo的关系图。具体实施例方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。参图1所示，图1为本专利技术三轴试验仪内置轴向荷载传感器的结构示意图。在本实施方式中，三轴试验仪内置轴向荷载传感器100，包括:圆形的底座10，该底座10上固定连接传感器感应体组件20 ;呈倒凹字形且顶部均匀间隔设有若干贯穿孔31的圆形的外壳30，该外壳30与该传感器感应体组件20固定连接，该外壳30与该底座10相扣合形成封闭空间用以收容该传感器感应体组件20，该贯穿孔31中设有塞头32 ;及连接在该外壳30上方的隔离层40 ;该外壳的30内径与该传感器感应体组件20及底座10的外径间留有一定间隙(防止侧向应力传递到传感器感应体组件)，该外壳30及底座10的缝隙用呈环形的隔膜密封装置50密封固定。在本实施方式中:该贯穿孔31数量为四个。该传感器感应体组件20分别与该底座10及外壳30，通过穿钉60固定连接。具体的，该穿钉60数量为八个。参图2所示，该隔膜密封装置50分别与该外壳30及底座10通过螺钉固定连接。具体的，该外壳30及底座10的间隙用橡胶隔膜密封，用以预定位该隔膜密封装置50。该隔膜密封装置50为环形橡胶或加筋橡胶隔膜。此种隔膜密封方式不会对传感器受力产生的变形造成约束。整个装置保证了传感器可以不受环境压力的影响。该隔离层40与该外壳30固定连接，其覆盖在该外壳30的顶部。该底座10设有线路通道11。为了验证本专利技术的有益效果，在土工试验中，分别采用了三轴试验仪外置传感器和三轴试验仪内置传感器进行了试验，下面详细说明如下:静态试验数据如表I和表2:表I传感器外置时的标定数据权利要求1.一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100),其特征在于,包括: 圆形的底座(10 )，所述底座(10 )上固定连接传感器感应体组件(20 ); 呈倒凹字形且顶部均匀间隔设有若干贯穿孔(31)的圆形的外壳(30)，所述外壳(30)与所述传感器感应体组件(20 )固定连接，所述外壳(30 )与所述底座(10 )相扣合形成封闭空间用以收容所述传感器感应体组件(20)，所述贯穿孔(31)中设有塞头(32);及 连接在所述外壳(30)上方的隔离层(40)； 所述外壳的(30)内径与所述传感器感应体组件(20)及底座(10)的外径间留有一定间隙，所述外壳(30)及底座(10)的缝隙用呈环形的隔膜密封装置(50)密封固定。2.根据权利要求1所述的三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100)，其特征在于，所述贯穿孔(31)数量为四个。3.根据权利要求1所述的三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100)，其特征在于，所述传感器感应体组件(20)分别与该底座(10)及外壳(30)，通过穿钉(60)固定连接。4.根据权利要求1所述的三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100)，其特征在于，所述穿钉(60)数量为八个。5.根据权利要求1所述的三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100)，其特征在于，所述隔膜密封装置(50 )分别与所述外壳(30 )及底座(10 )通过螺钉固定连接。6.根据权利要求1或5所述的三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100)，其特征在于，所述隔膜密封装置(50)为环形橡胶隔膜或加筋橡胶隔膜。7.根据权利要求1所述的三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100)，其特征在于，所述隔离层(40)与所述外壳(30)固定连接，其覆盖在所述外壳(30)的顶部。8.根据权利要求1所述的三轴试验仪内置轴向荷载传感器(100)，其特征在于，所述底座(10)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器（100），其特征在于，包括：圆形的底座（10），所述底座（10）上固定连接传感器感应体组件（20）；呈倒凹字形且顶部均匀间隔设有若干贯穿孔（31）的圆形的外壳（30），所述外壳（30）与所述传感器感应体组件（20）固定连接，所述外壳（30）与所述底座（10）相扣合形成封闭空间用以收容所述传感器感应体组件（20），所述贯穿孔（31）中设有塞头（32）；及连接在所述外壳（30）上方的隔离层（40）；所述外壳的（30）内径与所述传感器感应体组件（20）及底座（10）的外径间留有一定间隙，所述外壳（30）及底座（10）的缝隙用呈环形的隔膜密封装置（50）密封固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘启旺，刘小生，陈宁，温彦锋，常亚屏，扎定一，杨立伟，肖雪宏，张栓旺，刘世成，张延亿，杨正权，杨玉生，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：