[发明专利]一种基于封闭膜的高精度孔隙水压力计

说明书

本发明涉及一种基于封闭膜的高精度孔隙水压力计，包括顶盖、上部外壳、保护壳、透水石、下部外壳、底盖、外接线及压力传感器；压力传感器设置在下部外壳内部，透水石设置在上部外壳和下部外壳之间，保护壳设置在透水石的外侧，且两端分别设置在上部外壳和下部外壳的外侧；本发明采用保护壳结构，避免透水石直接与土体接触，透水石不易发生淤堵及损坏情况；在顶盖、外壳及保护壳上部均设置有排气孔，方便孔隙水压力计内部空气的排出，提高测量准确性；采用柔性膜包裹压力传感器，两者中间填充无气水，孔隙水不与压力传感器直接接触，避免了孔隙水中的气体对测量结果的影响，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及工程监测技术领域，具体地说是一种基于封闭膜的高精度孔隙水压力计。

背景技术

在基坑工程、地基工程、堤坝工程等工程建设领域离不开施工过程中及工后对地下孔隙水压力的监测，而孔隙水压力计就是用于孔隙水压力监测的专业设备。最常用的孔隙水压力计包括振弦式孔隙水压力计和气压式孔隙水压力计，其原理均是孔隙水透过透水材料作用于感应膜片，进而通过感应膜片的变形诱发相关物理现象。以振弦式孔隙水压力计为例，其工作原理是孔隙水通过透水石进入作用在传感器感压膜片上，在压力作用下，使得感压膜片发生变形，引起振弦的振动，通过测定振弦的相应响应经换算即可得到孔隙水压力大小。

目前国内外已存在较多用于孔隙水压力测量的孔隙水压力计，但现存孔隙水压力计普遍存在以下问题：

1、现有孔隙水压力计埋置在土中时，透水石与土体直接接触，容易发生淤堵情况，土压力较大时，透水石还会发生损坏情况；

2、现有孔隙水压力计测量时，土层中孔隙水透过透水石后与直接作用在压力传感器的感应膜片上，孔隙水中常带有空气会对测量结果产生较大影响；

3、现有孔隙水压力计普遍未考虑排气情况，孔隙水压力计内部空气不易排出，影响测量结果；

4、现有孔隙水压力计拆卸困难，透水石淤堵、损坏时较难更换，且饱和时需将孔隙水压力计整体放入水中饱和。

现有孔隙水压力计存在的上述问题直接影响测量数据的准确性和使用操作的便利性，因此，开发一种高精度的孔隙水压力计，以解决现有技术中所存在的问题，具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于封闭膜的高精度孔隙水压力计，以避免透水石直接与土体接触，方便孔隙水压力计内部空气的排出，避免孔隙水中的气体对测量结果的影响，提高测量精度。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案。

一种基于封闭膜的高精度孔隙水压力计，包括顶盖、上部外壳、保护壳、透水石、下部外壳、底盖、外接线及压力传感器；所述压力传感器设置在所述下部外壳内部；

所述透水石设置在所述上部外壳和下部外壳之间，所述保护壳设置在所述透水石的外侧，且两端分别设置在所述上部外壳和下部外壳的外侧；

所述顶盖固定在所述上部外壳和保护壳的一端，所述底盖固定在所述下部外壳的一端。

优选地，所述上部外壳、保护壳、透水石、下部外壳均为环形结构，所述顶盖下方设置有中心螺杆，所述下部外壳上方设置有与所述中心螺杆固定的螺纹孔，以使得所述上部外壳、保护壳、透水石、下部外壳固定在一起。

优选地，所述保护壳为拼接结构，包括2个对称的半环体。

优选地，所述保护壳在与所述下部外壳接触端的四周设置有凸起和进水孔，所述下部外壳的四周设置有与所述凸起相对应的卡槽，以使得所述保护壳与下部外壳固定连接，保证保护壳在土压力作用下有足够的刚度；所述进水孔用于实现孔隙水进入保护壳内，通过透水石进入作用在压力传感器上。

优选地，所述下部外壳在靠近所述透水石的一端顶面上设置有多个通孔，以方便压力计内部水上下流通。