结液压类频谱型勘验器的研发探讨和混凝土构筑物受力状态测量的需要而设计的,为了适应工程现场原位测量的环境条件,整个测量体系由三部份构成,即应力感受传递系统、光电判辨显示系统和加压测压系统。其中,应力感受传递系统是这种测量装置的关键部件;光电判辨显示系统的作用是在施测时,进行内、外压平衡判辨,亦即在外加压力与内压相等时,给出判辨信号;加压测压系统的作用是在施测时,施加外压,为传感装置提供恢复原位的平衡压力,以便实现测量读数的目的。
应力感受传递系统的结构如所示,其主要构件对应图中编号为传压盒11、油缸套9、活塞8、密封触头15、二芯电缆线19、高压硬塑料管18.为了实现应力量测的目的,在应力感受传递系统中,采测量体系应力感受传递系统结构用了一块带有外引导线的导电板,把它固定在后腔内的绝缘板中,外引导线引出后,与固接在后腔外测的导线合为相互绝缘的两芯电缆,用于外接光电显示器;同时,在后腔外端安装一个沟通加压孔和加压管的连通接头,用于外接加压管和加压测压器。
测量时,采用加压泵主动加压,光电显示器显示,压力表直接读数,就可达到应力测读的目的。从结构上看,液压型光电式测压计具有以下特征:(1)承压盒与传感室分件制作,便于加工;(2)传感室内的活塞具有可靠的导向定位装置,有利于往返运作;(3)传感室内设有微调装置,有助于触头准确到位;(4)排气孔的设置有利于避免残留气体的影响。
测量原理通过埋设在混凝土构筑物或岩土介质地层中的液压型光电式传压盒实施应力测量的方法,是建立在液体的不可压缩原理和充满液体的压力容器内,各向液压相同的性质及作用力与反作用力大小相等,方向相反的牛顿第二定律的基础上的。
埋设在地层中的液压型光电式测压计的传压盒,未受外力作用时,即F外=0时,传压盒的活塞与导电板接触,光电显示器灯亮。如果这时我们通过油泵加压,使活塞与导电板脱开,即光电显示器灯熄,并在灯熄的瞬间记下压力表的读数a,就可得知传压盒的初始值为a.当有外力b作用在传压盒承压板时,传压盒产生变形,传压盒的内压就会升高,活塞顶托导电板的压力就会增加,这时,通过油泵加压,使活塞与导电板脱开的压力c也会随之增加。按理,外力b应等于所测得的压力c减去初始压力a乘以修正系数m,即b=(c-a)m埋设在岩土介质中的液压型光电式测压计试验方法与结果分析<2,3>为了对液压型光电式测压计的各种性能进行试验,我们研制了专用的标定和模拟试验装置,如,6所示。
通过对标定试验和模拟试验的结果(如~9所示)进行分析可知:(1)测压计的内压(传压盒感应应力)和外压(外加应力)之间表现出较好的线性对应关系。在黄砂介质中测压计的外压与内压之间的回归方程为R外=0.9821R内-0.0311,而在黄土介质中的回归方程则为R外=1.0265R内-0.739,其对应的相关系数分别达到了0.9974和0.9810,这表明测压计在黄砂和黄土两种介质中的总体性能稳定。
在混凝土介质中,所选用测压计的内压(传压盒感应应力)和外压(外加应力)之间有较大的离散性,外压与内压的关系曲线上有一拐点,处于外压等于2.0MPa处。只有当外压大于2.0MPa时,传压盒的外压与内压之间才表现出较好的线性对应关系。
结论技术性能所研制的液压型光电式测压计的主要技术性能指标为:(1)外型尺寸:≥<50mm(形状方、圆均可);(2)测量范围L:0~30MPa(量程大小可按需制作);(3)适用环境:-10~60℃;(4)测量精度:L×1%.主要特色(1)集光机电于一体,有利于数据采集;(2)采用光电显示装置量度内、外压平衡点,不仅灵敏、快速,而且准确、可靠;(3)通过外部加压恢复介质变形的方法实施测量,富有代表性,而且还可避免外界恶劣环境的干扰。