一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地壓傳感器領(lǐng)域，具體是一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在地壓監(jiān)測(cè)領(lǐng)域已廣泛采用各類傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目前采用的壓力傳感器主要存在以下問(wèn)題:1、無(wú)法做到真正的空間三維監(jiān)測(cè)。如公開(kāi)號(hào):202033140U，公開(kāi)日:2011-11-09，名稱為“三維應(yīng)力采集器”的實(shí)用新型技術(shù)方案，該技術(shù)方案只能實(shí)現(xiàn)對(duì)與金屬筒筒體長(zhǎng)度方向相垂直平面范圍內(nèi)來(lái)壓的監(jiān)測(cè)，無(wú)法做到對(duì)與金屬筒筒體相平行方向來(lái)壓的監(jiān)測(cè)，所以該技術(shù)方案主要針對(duì)某個(gè)或多個(gè)相互平行的平面范圍內(nèi)壓力的監(jiān)測(cè)，無(wú)法做到對(duì)上述平面垂直方向的來(lái)壓監(jiān)測(cè)。如果采用類似上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維監(jiān)測(cè)，就必須在不同角度布置多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置相互配合才能完成三維監(jiān)測(cè)，這勢(shì)必會(huì)增加時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，影響監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。2、只能按照預(yù)定的來(lái)壓方向進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦來(lái)壓方向發(fā)生變化，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)壓力變化。3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)漂移大、回零差，系統(tǒng)穩(wěn)定工作性差。現(xiàn)有技術(shù)中往往為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精確，提高監(jiān)測(cè)敏感性，都會(huì)把應(yīng)變電阻、壓敏電阻等壓力感受部件布設(shè)于裝置的表面，這就導(dǎo)致上述部件很容易被土石擠壓破壞，很多裝置一次來(lái)壓以后就無(wú)法回零，嚴(yán)重影響監(jiān)測(cè)效果。4、現(xiàn)有技術(shù)中，壓力傳感器外形以方形、圓柱形為主，這些形狀安裝比較復(fù)雜，需要的安裝鉆孔直徑大，安裝成本高，而且這些形狀本身受力不合理，在外部高壓作用下，容易產(chǎn)生變形，甚至被壓壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型是一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器，由橢圓形殼體、出線裝置、電路板和三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭組成。橢圓形殼體上端設(shè)有出線裝置，出線裝置包括壓緊螺母、有孔墊、無(wú)孔墊、密封圈和聯(lián)通節(jié)，該裝置能夠有效保證泥、沙、水等物質(zhì)不會(huì)進(jìn)入到橢圓形殼體內(nèi)部，保證橢圓形殼體內(nèi)部器件安全，為其工作提供良好環(huán)境。在橢圓形殼體內(nèi)部設(shè)有電路板，該電路板的元器件采用貼片式，具有功耗低，體積小等優(yōu)點(diǎn)，采用高精度的電位器，保證數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)的精度和準(zhǔn)確性，減少監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)漂移。三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭分別位于橢圓形殼體的下端和中部，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)空間各方向來(lái)壓，并分別將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后將電信號(hào)傳輸給電路板進(jìn)行處理，經(jīng)電路板處理的信號(hào)傳輸給地面裝置。采用同時(shí)布置三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭后，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)三個(gè)方向的壓力，并且無(wú)需事先判斷來(lái)壓方向，在來(lái)壓方向突變的情況下仍能準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)壓力變化，并能夠判斷主要來(lái)壓方向。
[0004]作為改進(jìn)，地壓監(jiān)測(cè)頭由著力板、活塞、彈性體、應(yīng)變電阻片、鈣基脂、密封圈、油缸組成，其中著力板位于地壓監(jiān)測(cè)頭的最前端，并與活塞相連，彈性體與油缸組成一體為瓶蓋狀，活塞可以在油缸內(nèi)側(cè)自由移動(dòng)，鈣基脂位于活塞和彈性體之間，應(yīng)變電阻片貼附于彈性體外表面，密封圈環(huán)繞于活塞外表面。著力板負(fù)責(zé)采集來(lái)壓，并將壓力傳遞給與其相連的活塞，活塞在來(lái)壓的作用下會(huì)擠壓位于活塞和彈性體之間的鈣基脂，鈣基脂一方面可以起到潤(rùn)滑作用，減小活塞和油缸間的摩擦阻力，另一方面鈣基脂會(huì)把活塞傳遞過(guò)來(lái)的壓力均勻的傳遞給彈性體的內(nèi)表面，彈性體內(nèi)表面在鈣基脂的壓強(qiáng)作用下會(huì)產(chǎn)生均勻變形，而貼附于彈性體外表面的應(yīng)變電阻片也隨之會(huì)產(chǎn)生變形，并將這種變形轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給電路板。密封圈位于活塞和油缸之間，能夠起到對(duì)鈣基脂的密封作用，并且不影響活塞相對(duì)于油缸的自由移動(dòng)，在來(lái)壓卸掉以后，在鈣基脂的回彈壓力作用下，活塞、著力板會(huì)自動(dòng)回復(fù)到初始位置，鈣基脂內(nèi)部壓強(qiáng)隨之消失，彈性體、應(yīng)變電阻片也會(huì)自動(dòng)回復(fù)到原位置。
[0005]作為改進(jìn)，應(yīng)變電阻片為圓形，圓形應(yīng)變電阻片具有受力均勻、避免出現(xiàn)應(yīng)力集中等優(yōu)點(diǎn)，能夠使本實(shí)用新型所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具備良好的線性變化，從而提高監(jiān)測(cè)精度，圓形應(yīng)變電阻片還具有容易貼合、工藝性好的特點(diǎn)。
[0006]作為改進(jìn)，橢圓形殼體外徑為50毫米。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]1、只用一個(gè)裝置就可以實(shí)現(xiàn)三維地壓監(jiān)測(cè)，由于本實(shí)用新型在三個(gè)相互垂直的方向上都布置了地壓監(jiān)測(cè)頭，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)三個(gè)方向的壓力變化，并可以判斷主要來(lái)壓方向。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)大大簡(jiǎn)化了設(shè)備裝置，減少了設(shè)備成本，減少了安裝成本，降低了故障率。
[0009]2、無(wú)需事先判定來(lái)壓方向，在來(lái)壓方向突變的情況下，也能準(zhǔn)確檢測(cè)壓力變化，并能判斷主要來(lái)壓方向。
[0010]3、采用應(yīng)變電阻內(nèi)置處理，避免應(yīng)變電阻直接和土體接觸，有效保護(hù)了應(yīng)變電阻，延長(zhǎng)應(yīng)變電阻使用壽命。采用活塞式液壓裝置，一方面能夠保證來(lái)壓準(zhǔn)確的傳遞給應(yīng)變電阻，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)處壓力數(shù)據(jù)，另一方面，該裝置能夠在最大限度上避免出現(xiàn)卡阻問(wèn)題，使本實(shí)用新型能夠準(zhǔn)確回零，漂移小。
[0011]4、采用橢圓形殼體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)便于在鉆孔中安裝，而且相對(duì)于方形結(jié)構(gòu)對(duì)鉆孔尺寸要求較小，減小鉆孔作業(yè)成本；橢圓形殼體結(jié)構(gòu)受力合理，能夠承受較大的外部壓力，保證自身不被壓壞。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1是本實(shí)用新型的剖面圖。
[0013]附圖2是本實(shí)用新型的外觀圖。
[0014]附圖3是地壓監(jiān)測(cè)頭詳圖。
[0015]具體如下:
[0016]壓緊螺母1，有孔墊2，無(wú)孔墊3，密封圈4，聯(lián)通節(jié)5，橢圓形殼體6，電路板7，著力板8，應(yīng)變電阻片9，鈣基脂10，彈性體11，密封圈12，活塞13，油缸14。
【具體實(shí)施方式】
[0017]根據(jù)附圖，一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器，由橢圓形殼體6、出線裝置、電路板7和三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭組成。橢圓形殼體6上端設(shè)有出線裝置，出線裝置包括壓緊螺母1、有孔墊2、無(wú)孔墊3、密封圈4和聯(lián)通節(jié)5，該裝置能夠有效保證泥、沙、水等物質(zhì)不會(huì)進(jìn)入到橢圓形殼體6內(nèi)部，保證橢圓形殼體6內(nèi)部器件安全，為其工作提供良好環(huán)境。在橢圓形殼體內(nèi)部設(shè)有電路板7，該電路板7的元器件采用貼片式，具有功耗低，體積小等優(yōu)點(diǎn)，采用高精度的電位器，保證數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)的精度和準(zhǔn)確性，減少監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)漂移。三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭分別位于橢圓形殼體6的下端和中部，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)空間各方向來(lái)壓，并分別將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后將電信號(hào)傳輸給電路板7進(jìn)行處理，經(jīng)電路板7處理的信號(hào)傳輸給地面裝置。采用同時(shí)布置三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭后，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)三個(gè)方向的壓力，并且無(wú)需事先判斷來(lái)壓方向，在來(lái)壓方向突變的情況下仍能準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)壓力變化，并能夠判斷主要來(lái)壓方向。所述地壓監(jiān)測(cè)頭由著力板8、活塞13、彈性體11、應(yīng)變電阻片9、鈣基脂10、密封圈12、油缸14組成，其中著力板8位于地壓監(jiān)測(cè)頭的最前端，并與活塞13相連，彈性體11與油缸14組成一體為瓶蓋狀，活塞13可以在油缸14內(nèi)側(cè)自由移動(dòng)，鈣基脂10位于活塞13和彈性體11之間，應(yīng)變電阻片9貼附于彈性體11外表面，密封圈12環(huán)繞于活塞13外表面。著力板8負(fù)責(zé)采集來(lái)壓，并將壓力傳遞給與其相連的活塞13，活塞13在來(lái)壓的作用下會(huì)擠壓位于活塞13和彈性體11之間的鈣基脂10，鈣基脂10 —方面可以起到潤(rùn)滑作用，減小活塞13和油缸14間的摩擦阻力，另一方面鈣基脂10會(huì)把活塞傳遞過(guò)來(lái)的壓力均勻的傳遞給彈性體11的內(nèi)表面，彈性體11內(nèi)表面在鈣基脂10的壓強(qiáng)作用下會(huì)產(chǎn)生均勻變形，而貼附于彈性體11外表面的應(yīng)變電阻片9也隨之會(huì)產(chǎn)生變形，并將這種變形轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給電路板7。密封圈12位于活塞13和油缸14之間，能夠起到對(duì)鈣基脂10的密封作用，并且不影響活塞13相對(duì)于油缸14的自由移動(dòng)，在來(lái)壓卸掉以后，在鈣基脂10的回彈壓力作用下，活塞13、著力板8會(huì)自動(dòng)回復(fù)到初始位置，鈣基脂10內(nèi)部壓強(qiáng)隨之消失，彈性體11、應(yīng)變電阻片9也會(huì)自動(dòng)回復(fù)到原位置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器，其特征在于:由橢圓形殼體(6)、出線裝置、電路板(7)和三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭組成，橢圓形殼體(6)上端設(shè)有出線裝置，出線裝置包括壓緊螺母(I)、有孔墊(2)、無(wú)孔墊(3)、密封圈(4)和聯(lián)通節(jié)(5)，在橢圓形殼體(6)內(nèi)部設(shè)有電路板(7)，三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭分別位于橢圓形殼體(6)的下端和中部，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)空間各方向來(lái)壓，并分別將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后將電信號(hào)傳輸給電路板進(jìn)行處理，經(jīng)電路板處理的信號(hào)傳輸給地面裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器，其特征在于:所述地壓監(jiān)測(cè)頭由著力板(8)、活塞(13)、彈性體(11)、應(yīng)變電阻片(9)、鈣基脂(10)、密封圈(12)、油缸(14)組成，其中著力板(8)位于地壓監(jiān)測(cè)頭的最前端，并與活塞(13)相連，彈性體(11)與油缸(14)組成一體為瓶蓋狀，活塞(13)可以在油缸(14)內(nèi)側(cè)自由移動(dòng)，鈣基脂(10)位于活塞(13)和彈性體(11)之間，應(yīng)變電阻片(9)貼附于彈性體外表面，密封圈(12)環(huán)繞于活塞(13)外表面。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器，其特征在于:所述應(yīng)變電阻片(9)為圓形。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器，其特征在于:橢圓形殼體(6)外徑為50毫米。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種基于三維空間監(jiān)測(cè)的地壓傳感器，由橢圓形殼體、出線裝置、電路板和三個(gè)相互垂直的地壓監(jiān)測(cè)頭組成。橢圓形殼體上端設(shè)有出線裝置，出線裝置包括壓緊螺母、有孔墊、無(wú)孔墊、密封圈和聯(lián)通節(jié)，該裝置能夠有效保證泥、沙、水等物質(zhì)不會(huì)進(jìn)入到橢圓形殼體內(nèi)部，保證橢圓形殼體內(nèi)部器件安全，為其工作提供良好環(huán)境。
【IPC分類】G01L1-22
【公開(kāi)號(hào)】CN204479218
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420723812
【發(fā)明人】杜玉喜, 董杰, 楊永騰, 楊鵬, 屈茂芹
【申請(qǐng)人】山東魯科自動(dòng)化技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月27日