[实用新型]一种高水压分体式岩体变形测量装置

说明书

本实用新型涉及一种高水压分体式岩体变形测量装置，该装置采用LVDT传感器原理进行分体式和防高水压设计，主要部件有金属测杆、磁性铁芯、壳体、防水线圈骨架、线圈、尾附、线夹、电缆线和信号处理仓等；主要电子部件采用全金属外壳和真空粒子密封双层密封工艺处理，具有5MPa以上防水压能力；测量信号具有集中处理、数字化和信号双利用特征，即多个传感器的数据集中一个电子仓处理后、采用数字化信号连接仓外独立读数仪或者现场实验的集中采集装置。本实用新型实现了传统手工记录到数字化数据传输、实时查看和采集的升级换代，具有耐高水压、抗干扰、精度高、适合试验总体要求、动态响应快和使用寿命长等优点。

技术领域

本实用新型属于现场岩体力学实验技术领域，涉及一种高水压环境下岩体现场试验的岩体变形测量装置及其构建方法和应用。

背景技术

岩体现场试验通过在现场制备试样、通过加载试验获得岩体变形强度参数，因为是大尺寸的原位试验，因此试验结果在工程设计中占有重要的地位。岩体现场试验一般在无水勘探平洞中进行，试验中岩体变形测量主要采用千分表人工读数或光栅式传感器电脑自动采集。

近年来，我国西部水利水电工程设计和建造了众多高坝水库，最大坝高已超过300m，高水压力和渗流作用下的大尺寸裂隙岩体的力学特性亟需研究，现场实验数据对于坝基岩体和库岸边坡岩体的安全运行具有重要意义。由此，高压水环境下裂隙岩体力学现场试验技术被提出，其中岩体变形测量技术获得重点研究。

新型岩体力学现场试验技术测试环境为高压水环境的密闭狭小空间，传感器安装位置小，试验仓密闭后岩体变形测量无法人工复位，试验结果需要高精度变形数据。此外，新型试验技术具有数字化、集中自动采集的整体要求。因此，该测量装置需要大量程(20cm)、高精度(μm级)、易数字化、承受高水压、测量部件小和高可靠性等条件。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足提供一种采用LVDT传感器为原理的耐高水压、分体式岩体变形测量装置及其制备方法。该岩体变形测量装置利用LVDT传感器的无摩擦测量、高分辨率和输入/输出隔离的特性，通过分体式设计和组件的密封设计，可以完美执行新型岩体力学现场试验的变形测量任务。

本实用新型目的在于提供一种狭小空间、高精度、数字化的耐高水压分体式岩体变形测量装置，为此，本实用新型提供了一种高水压分体式岩体变形测量装置，具体包括信号处理仓和一个或多个测量单元，在信号处理仓内设有电路板，一个或多个测量单元分别通过信号输出电缆与信号处理仓内的电路板信号连接；每个测量单元包括测量支架、分体式测量杆、壳体、磁性铁芯、无磁性线圈骨架和绕制在无磁性线圈骨架上的线圈，所述磁性铁芯悬置在无磁性线圈骨架的中心孔内，其中一端与测量杆连接；所述壳体包裹在无磁性线圈骨架和线圈外，壳体尾端设有尾附件和线夹，并通过尾附件将线圈密封在壳体，所述信号输出电缆通过尾附件和线夹与壳体内的线圈信号连接；所述测量支架连接在壳体上。

本实用新型进一步的技术方案：所述测量装置在进行岩体变形试验时，其每个测量单元的测量支架固定在岩体现场试验过程中选定的不动变形测量基准点处，测量杆未连接磁性铁芯的一端固定在测量试样的表面；并通过测量杆带动磁性铁芯轴向运动切割线圈产生磁力线，并产生电压差，然后把电压变化通过信号输出电缆调解输出到信号处理仓内部的电路板内，并通过电路板将线圈的电信号数字处理后输出到外部读数仪或集中数据采集装置内。

本实用新型较优的技术方案：所述无磁性线圈骨架为防水无磁性材料制成的圆筒状结构，其中部设有底面开口的竖向中心孔，所述线圈缠绕在无磁性线圈骨架上，并浸漆烘干；所述壳体采用无磁性不锈钢材料制成，无磁性线圈骨架的边缘与壳体采用真空粒子密封工艺进行镀膜密封形成信号采集腔，并将线圈密封在无磁性线圈骨架与壳体之间形成的信号采集腔内。

本实用新型较优的技术方案：所述测量杆为无磁性不锈钢材料，其未连接磁性铁芯的一端设有螺纹及紧固螺帽。