[发明专利]孔隙压测量装置及测量系统

说明书

本发明提供了一种孔隙压测量装置及测量系统，属于孔隙压测量领域，测量装置包括第一壳体、充气稳压组件、第一传感器、第二传感器和数据采集控制模块；第一壳体的内部设置有背压舱，充气稳压组件设置在背压舱内；第一传感器设置在第一壳体的内部，用以检测背压舱内的压力；第二传感器用于检测背压舱与外界之间的压力差；数据采集控制模块用于计算相应的压力数值以及压力差数值；该测量装置在较高量程时，可以保障较高的测量分辨率，安装前可以预估压力数值调节充气稳压组件的压力，进而调整背压舱内的工作压力范围，实现稳定背压压力源，解决了在较高孔隙压情况下检出有效压力波动异常的问题，有效提高测量的精度及孔隙压力测量的应用能力。

技术领域

本发明涉及孔隙压测量领域，具体涉及一种孔隙压测量装置及测量系统。

背景技术

孔隙压测量是一种测量土层、岩层内水压力的方法，传感器埋设在土体内部，土体内渗透的水作用在传感器上以测量其压力，常用于滑坡、泥石流等岩土体孔隙水监测，深孔孔隙压力测量也用于地震活动研究，孔隙水压力是岩土工程施工和研究中经常观测的项目之一。

现有的孔隙压力测量方案与一般的水压力测量一样，不同的是，在传感器进水口安装一个透水石，透水率与被测土体接近用于隔离杂质，其传感器的测量特征与普通压力传感器的输出特征一致，其典型输出为线性关系。

CECS 55：93《孔隙水压力测试规程》中建议，“为了保障孔隙水压计的精度，选择的量程不宜过大，上限值大于静水压力数值与预估的超孔隙水压力数值之和，宜为100～200kPa”。

当前压力传感器的精度为满量程的0.1％左右，传感器量程增大时，其精度会降低；对于较深埋深时的静水压力较高，必须选择更大量程的孔隙压计，导致测量的精度降低，无法测量出其中变化较小的压力信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孔隙压测量装置，可以实现在较深埋深时，检测变化较小的压力信号，有效提高测量的精度，为地质、防灾等科研工作提供更准确的基础数据。

基于上述目的，本发明提供的孔隙压测量装置，包括：第一壳体、充气稳压组件、第一传感器、第二传感器和数据采集控制模块；

所述第一壳体的内部设置有背压舱；

所述充气稳压组件设置在所述背压舱内，通过调整所述背压舱内充气稳压组件的气压，确保工作中背压舱内空气部分的体积，进而保障背压舱内压力稳定，提高采集数据稳定性；

所述第一传感器设置在所述第一壳体的内部，用以检测所述背压舱内的压力；

所述第二传感器的一端伸入至所述第一壳体中的背压舱内，另一端伸出至所述第一壳体的外部，用于检测所述背压舱与外界之间的压力差；

所述数据采集控制模块用于采集所述第一传感器检测的压力信号，根据所述压力信号计算出基础压力数值；以及，所述数据采集控制模块采集所述第二传感器检测的压力差信号，根据所述压力差信号计算出压力差数值，两个压力值结合获取高精度的孔隙压压力值，为地质、防灾等科研工作提供更准确的基础数据。

进一步的，所述第一壳体上设置用以连通所述背压舱和外界的管道；所述管道上连通有控制阀，所述控制阀与所述数据采集控制模块电连接。

进一步的，所述数据采集控制模块适用于判断所述压力差数值是否处于预设压力差阈值范围内；

若所述压力差数值超出所述预设压力差阈值范围，所述数据采集控制模块控制所述控制阀开启，使所述背压舱与外界连通；

若所述压力差数值处于所述预设压力差阈值范围内，所述数据采集控制模块控制所述控制阀关闭，使所述背压舱与外界隔离。保障第二传感器处于良好的工作状态，避免损坏传感器。

进一步的，所述数据采集控制模块还用于根据所述基础压力数值和所述压力差信号计算孔隙压压力值。