[实用新型]应变轴式土压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于压力检测技术领域，尤其涉及一种应变轴式土压力传感器。

背景技术

随着城市人口的迅速增加, 交通问题日益突出。地铁、轻轨以其运量大、速度快、安全可靠、运行准时等特点成为解决城市交通的重要手段。在地铁、轻轨的勘察设计中, 各土层的静止侧压力系数K0 (K0 是土体无侧向变形条件下, 侧向有效应力和轴向有效应力之比, K0 = R3 /R1 )能够反映出地基中水平向应力的变化, 由此可直接推算出作用在挡土结构物上的压力分布及工程安全性。所以地铁、轻轨、基坑工程勘察中一般都要求测试静止侧压力系数K0 值。而现在市场上已有的侧压力系数检测仪较为复杂笨重，且由于众多仪器工作介质为液体，因此受温度影响较大，且对环境也会造成一定的影响。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有仪器存在的问题，提出一种应变轴式土压力传感器。该传感器通过周围土压力对其竖向与横向压力的差别，在竖轴向与横轴向产生不相等的变形。通过变形差计算能够测得土体的侧向压力系数。

本实用新型包括盖板、密封圈、通孔、接线板、电阻应变片、弹性轴、底板、受力环、连接线、防水封闭胶、温度补偿应变片。

盖板和底板结构相同，且对称安装，盖板和底板相对的外侧面为圆，相对的内侧面圆的边缘处设置有相对应的环形凸起，密封圈套在环形凸起上，盖板的内侧面设置有温度补偿应变片，且盖板的圆心位置开有通孔；

受力环呈两端开放的圆筒形，其两端均通过密封圈与盖板和底板相连接，受力环内设置有防水封闭胶，确保受力环内的密闭性；弹性轴 呈十字交叉型，设置在受力环内，其四个端点与受力环内壁的中间位置相连接；

所述的弹性轴从交叉点向外延伸的四个支杆，结构相同，且划分为左中右三段，每个支杆中长度为L的中间段缩小截面；在缩小截面后的中间段上分别安装电阻应变片；

所述的温度补偿应变片和四个电阻应变片的两个脚分别与其相对应的接线板相连接，五个接线板均与连接线的一端相连接，连接线的另一端穿过盖板圆心位置开有通孔，然后通过密封胶密封通孔。

所述的中间段的长度L根据电阻应变片的具体型号而定，其缩小的截面根据实际所需的灵敏度而定，中间段的截面越小，其灵敏度越高。

本实用新型工作过程如下：

使用时，将本实用新型埋置于土体中，其受力环受上覆土轴向力与水平的土体侧向力。两个方向的力的大小差异导致受力环两个轴向产生不相等变形。通过受力环变形的大小能够得知两个轴向土压力值的大小，进而可以得知土体的侧向土压力的大小。

本发明的有益效果如下：

1、测量灵敏度高，精度好，可靠性高；

2、对刚性接触面上土压力的测量效果显著；

3、结构简单，成本低；

4、各工作片由温度引起的电阻变化可由温度补偿片抵消。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型剖面图。

图中： 盖板1、密封圈2、通孔3、接线板4、电阻应变片5、弹性轴6、底板7、受力环8、连接线9、防水封闭胶10、温度补偿应变片11。

具体实施方式

如图1、图2所示，应变轴式土压力传感器，包括盖板1、密封圈2、通孔3、接线板4、电阻应变片5、弹性轴6、底板7、受力环8、连接线9、防水封闭胶10、温度补偿应变片11。

如图2所示，盖板1和底板7结构相同，且对称安装，盖板1和底板7相对的外侧面为圆，相对的内侧面圆的边缘处设置有相对应的环形凸起，密封圈2套在环形凸起上，盖板1的内侧面设置有温度补偿应变片11，且盖板1的圆心位置开有通孔3；

受力环8呈两端开放的圆筒形，其两端均通过密封圈2与盖板1和底板7相连接，受力环8内设置有防水封闭胶10，确保受力环8内的密闭性；如图1所示，弹性轴6 呈十字交叉型，设置在受力环8内，其四个端点与受力环8内壁的中间位置相连接；

如图1所示，所述的弹性轴6从交叉点向外延伸的四个支杆，结构相同，且划分为左中右三段，每个支杆中长度为L的中间段缩小截面；在缩小截面后的中间段上分别安装电阻应变片5；

所述的温度补偿应变片11和四个电阻应变片5的两个脚分别与其相对应的接线板4相连接，五个接线板4均与连接线9的一端相连接，连接线9的另一端穿过盖板1圆心位置开有通孔3，然后通过密封胶密封通孔3。

所述的中间段的长度L根据电阻应变片5的具体型号而定，其缩小的截面根据实际所需的灵敏度而定，中间段的截面越小，其灵敏度越高。

本实用新型工作过程如下：

使用时，将本实用新型埋置于土体中，其受力环受上覆土轴向力与水平的土体侧向力。两个方向的力的大小差异导致受力环两个轴向产生不相等变形。通过受力环变形的大小能够得知两个轴向土压力值的大小，进而可以得知土体的侧向土压力的大小。