專利名稱：一種模型箱、傳感器固定裝置及其試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖土工程領(lǐng)域，涉及ー種用于離心機(jī)模型試驗的方法與裝置。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，城市基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)入了空前的迅速發(fā)展階段，尤其是在地下空間開發(fā)方面。由于地下工程的復(fù)雜性，很多工程需要進(jìn)行離心機(jī)試驗來模擬實際情況。一般試驗機(jī)，譬如TLJ 一 150復(fù)合型巖土離心試驗機(jī)，該試驗機(jī)共配備大小不等的三個模型箱。毎次試驗需要根據(jù)不同的需要選擇模型箱。模型箱的尺寸是固定的，而每一次的試驗?zāi)Ｐ痛笮「鳟?，因此需要根?jù)試驗?zāi)Ｐ投ㄖ苿傂园逄畛淠Ｐ拖淇瞻撞糠郑瑫r需要重新定制傳感器固定裝置以滿足不同的傳感器布置要求?，F(xiàn)有的傳感器固定裝置均為固定式設(shè)計，即只能在該裝置的特定位置安裝傳感器，這給試驗帶來了很大的麻煩。每次不同的試驗都要對原有裝置進(jìn)行改裝或重新制作，不僅拖延了試驗周期，同時大大増加試驗成本。因此迫切的需要ー種“通用型”傳感器固定裝置，能夠適應(yīng)不同的試驗需求，提高試驗效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述的技術(shù)缺陷和應(yīng)用時的不利影響，本發(fā)明的目的是提供一種在離心機(jī)模型試驗中實現(xiàn)模型表面任意位置安放傳感器的方法與裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用于傳感器固定裝置的模型箱，包括箱體，所述箱體的上緣至少設(shè)有一條定位軌道，所述模型箱還包括傳感器支架、連接固定件，其中所述傳感器支架為貫通式結(jié)構(gòu)，通過連接固定件安裝并固定在所述定位軌道上。所述傳感器支架包括至少ー個具有貫通式結(jié)構(gòu)的橫梁。所述傳感器支架還包括至少ー個豎梁，所述豎梁為貫通式結(jié)構(gòu)，與至少ー個所述橫梁焊接連接。所述豎梁垂直固定于所述橫梁上。所述定位軌道為一中空且有上開ロ的腔體，定位軌道的上開ロ的寬度小于腔體的內(nèi)徑，定位軌道的兩端設(shè)有供所述傳感器支架插入的插入孔。所述插入孔的橫截面為圓形、矩形。進(jìn)ー步，所述連接固定件為螺栓與螺母、或卡扣。本發(fā)明還公開了ー種采用了上述模型箱的傳感器固定裝置，所述傳感器固定裝置還包括用于安裝傳感器的套筒、用于調(diào)節(jié)套筒高度的第一固定裝置，以及用于固定傳感器與套筒的第二固定裝置，所述套筒外徑小于傳感器支架的間距，可以在傳感器支架梁間滑動。所述套筒具有攻絲處理的表面。進(jìn)ー步，所述第一固定裝置為固定螺母，所述固定螺母的尺寸與所述套筒相匹配，所述第二固定裝置為固定螺釘，所述套筒的側(cè)面至少分布有一個螺孔供固定螺釘伸入。本發(fā)明還公開了ー種采用了上述傳感器固定裝置的離心試驗方法，包括首先，根據(jù)試驗要求確定傳感器需要安裝的位置；然后，固定傳感器支架在模型箱的相應(yīng)位置上，并將所述傳感器安裝傳感器支架上的相應(yīng)位置，將傳感器與離心機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，將傳感器與離心機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；最后將傳感器固定裝置放入離心機(jī)中進(jìn)行加載并采集數(shù)據(jù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果傳感器支架采用“貫通式”設(shè)計，不僅能夠自由定位傳感器，也可以按需要設(shè)置不同數(shù)量的傳感器以滿足試驗需要。本發(fā)明具有通用性廣、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和科研價值。


圖1為本發(fā)明實施例模型箱平面圖；圖2為本發(fā)明實施例模型箱剖面圖；圖3為本發(fā)明實施例傳感器支架安裝平面圖；圖4為本發(fā)明實施例傳感器支架安裝側(cè)視圖；圖5為本發(fā)明實施例傳感器安裝側(cè)視圖；圖6為本發(fā)明實施例傳感器自由布置示意圖；圖7為本發(fā)明實施例試驗樁安裝示意圖；圖8為本發(fā)明實施例傳感器固定裝置的使用流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施例作進(jìn)ー步描述。請同時參閱圖1、圖2。如本實施例傳感器固定裝置工作所需依附的模型箱主要包括箱體1，箱體I的上緣的對邊上，開有上開ロ小，下開ロ大的兩條凹槽作為兩條定位軌道2，所依附的巖土離心試驗機(jī)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖略。定位軌道2為ー中空且有上開ロ的腔體，其上開ロ的寬度小于腔體的內(nèi)徑，兩端留有供橫梁3插入的插入孔11。定位軌道2的長度小于箱體I上緣的長度，橫截面為一梯形，其在箱體I上緣表面的間距小于在箱體I內(nèi)部的間距。插入孔11，其橫截面可以為圓形、矩形或其他形狀，插入孔11的直徑大于定位軌道2中間部分在箱體I上緣的表面間距。請同時參閱圖3、4。傳感器固定裝置包括箱體1、橫梁3與豎梁4，其中橫梁3、豎梁4均為貫通式結(jié)構(gòu)，且為剛性材料制成。橫梁3和豎梁4通過焊接連接成ー個整體，由連接固定件5按照試驗需要安裝在定位軌道2的任意位置。連接固定件5的尺寸和定位軌道
2、傳感器固定裝置相匹配，譬如可以采用與傳感器固定裝置及軌道2尺寸相對應(yīng)的螺栓與螺母、卡扣等。如此，橫梁3即可在定位軌道2上移動，且可以固定在定位軌道2的任意位置，從而達(dá)到在模型箱內(nèi)任意位置布設(shè)傳感器的目的。另外，豎梁4可以垂直固定在橫梁3上，也可以以其它角度固定在橫梁3上，且連接方式也可以是焊接、通過固定裝置固定等方式。上述定位軌道2的結(jié)構(gòu)亦可采用其它結(jié)構(gòu)，譬如定位軌道2的截面可以為上部有缺ロ的圓形或橢圓，亦可為高于箱體I上緣的剛性桿，只要保證連接固定件能夠?qū)M梁3固定在箱體I上即可。定位軌道2可以只有一條，也可以分布在箱體I上緣的四周，只要有供橫梁3固定的位置即可。請同時參閱圖5、6、7。圖5為本發(fā)明實施例傳感器安裝側(cè)視圖，傳感器固定套筒由套筒8、固定螺母6及傳感器固定螺釘7組成。套筒8的側(cè)面至少分布有一個螺孔，該螺孔供傳感器固定螺釘7伸入。套筒8內(nèi)可以安裝任意小于套筒內(nèi)徑的傳感器9，通過第一固定裝置，譬如固定螺母6調(diào)節(jié)套筒8的高度從而取得試驗需要的傳感器9安裝高度，通過第二固定裝置固定或拆卸傳感器9，譬如擰緊或擰松傳感器固定螺釘7。另外，套筒8的外徑小于橫梁3的間距，從而傳感器9可以沿模型箱I兩個正交方向自由移動，進(jìn)而實現(xiàn)傳感器9可安裝于模型表面任意位置的目的。當(dāng)然，也可以布置多排橫梁3、多個豎梁4以滿足試驗需要。同理，當(dāng)需要進(jìn)行試驗樁試驗時，只需要將試外徑小于套筒8內(nèi)徑的試驗樁模型10置于套筒8內(nèi)，然后固定在需要測試的位置即可。如圖8所示為本傳感器固定裝置的使用流程圖。具體如下根據(jù)試驗要求確定傳感器9需要安裝的位置，進(jìn)而確定橫梁3或橫梁3與豎梁4的整體需要安裝的位置，并通過連接固定件5，將橫梁3或橫梁3與豎梁4的整體與箱體I連接固定(步驟81);根據(jù)試驗方案，將傳感器9通過套筒8、固定螺母6及傳感器固定螺釘7安裝在橫梁3或豎梁4上，并將傳感器9與離心機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接(步驟82);最后將試驗裝置放入離心機(jī)中進(jìn)行加載并采集數(shù)據(jù)(步驟83)。試驗完成后，拆卸傳感器9及套筒8、固定螺母6及傳感器固定螺釘7以備下一次試驗使用。上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的掲示，不脫離本發(fā)明的范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于傳感器固定裝置的模型箱，包括箱體(1)，其特征在于 所述箱體(I)的上緣設(shè)有至少一條定位軌道(2)，所述模型箱還包括傳感器支架、連接固定件(5)，所述傳感器支架為貫通式結(jié)構(gòu)，通過連接固定件(5)安裝并固定在所述定位軌道⑵上。
2.如權(quán)利要求1所述的模型箱，其特征在于所述傳感器支架包括至少ー個具有貫通式結(jié)構(gòu)的橫梁(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的模型箱，其特征在于所述傳感器支架還包括至少ー個豎梁(4),所述豎梁(4)為貫通式結(jié)構(gòu)，與至少ー個所述橫梁(3)焊接連接。
4.如權(quán)利要求3所述的模型箱，其特征在于所述豎梁(4)垂直固定于所述橫梁(3)上。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的模型箱，其特征在于所述定位軌道(2)為ー中空且有上開ロ的腔體，定位軌道(2)的上開ロ的寬度小于腔體的內(nèi)徑，定位軌道(2)的兩端設(shè)有供所述傳感器支架插入的插入孔(11)。
6.如權(quán)利要求5所述的模型箱，其特征在于所述連接固定件(5)為螺栓與螺母、或卡扣。
7.ー種采用權(quán)利要求1所述的模型箱的傳感器固定裝置，其特征在于 所述傳感器固定裝置還包括用于安裝傳感器(9)的套筒(8)、用于調(diào)節(jié)套筒(8)高度的第一固定裝置和用于固定傳感器(9)與套筒(8)的第二固定裝置，所述套筒(8)外徑小于傳感器支架的間距，可以在傳感器支架間滑動。
8.如權(quán)利要求7所述的傳感器固定裝置，其特征在于所述第一固定裝置為固定螺母(6)，其尺寸與所述套筒(8)相匹配，所述第二固定裝置為固定螺釘(7)，所述套筒(8)的側(cè)面分布有至少ー個螺孔供固定螺釘(7)伸入。
9.如權(quán)利要求7所述的傳感器固定裝置，其特征在于所述套筒(8)具有攻絲處理的表面。
10.ー種使用如權(quán)利要求7所述的傳感器固定裝置的離心試驗方法，包括 首先，根據(jù)試驗要求確定傳感器(9)需要安裝的位置； 然后，固定傳感器支架在模型箱的相應(yīng)位置上，并將所述傳感器(9)安裝傳感器支架上的相應(yīng)位置，將傳感器(9)與離心機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接； 最后將傳感器固定裝置放入離心機(jī)中進(jìn)行加載并采集數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于傳感器固定裝置的模型箱，其箱體的上緣設(shè)有至少一條定位軌道，模型箱還包括傳感器支架、連接固定件，傳感器支架為貫通式結(jié)構(gòu)，通過連接固定件安裝并固定在定位軌道上。本發(fā)明還公開了一種傳感器固定裝置，包括用于安裝傳感器的套筒、用于調(diào)節(jié)套筒高度的第一固定裝置，以及用于固定傳感器與套筒的第二固定裝置，所述套筒的外徑小于傳感器支架的間距，可以在傳感器支架間滑動。本發(fā)明的傳感器支架采用“貫通式”設(shè)計，不僅能夠自由定位傳感器，也可以按需要設(shè)置不同數(shù)量的傳感器以滿足試驗需要。本發(fā)明具有通用性廣、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和科研價值。
文檔編號G01N33/24GK103063821SQ20131000857
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者黃鐘暉, 楊磊, 張世榮, 李佳宇, 唐開順, 郁宏杰 申請人:南寧軌道交通有限責(zé)任公司