[发明专利]实验数据自动测量采集的自动化三轴仪

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种仪器测量技术领域的装置，具体是一种实验数据自动测量采集的自动化三轴仪。

背景技术

常规三轴仪主要用来测量土的强度指标、应力应变关系和应力路径，是直观简单且可靠有效的实验设备。自1930年A.Casagrande研制成功以来，历经70多年的发展，已在土工领域有着广泛的应用。常规三轴仪能进行排水和不排水剪切实验，可以完整的反映试样变形到破坏的整个过程，数据量测可靠，是基本的室内土工试验仪器。

我国科研生产单位有许多80年代购买的常规三轴仪，这些仪器的机械零部件质量优良，但控制系统复杂，操作繁复，数据的量测和记录需要大量人工。而购买新的全自动三轴仪的价格将近十万，所以，出于经济和提高试验效率的综合考虑，有必要在既有的机械零部件的基础上实现自动化控制与记录。

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为：02286391.5，专利名称为：应变控制式三轴仪剪切装置，该技术三轴主机的立柱上，放置多个压力室支撑装置，以实现三至四个土样同时固结、分别剪切的目的，但是该技术未涉及自动化改造方面的技术。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种利用既有机械零部件的进行改进设计的实验数据自动测量采集的自动化三轴仪。本发明通过在常规三轴仪上改进和加装压力控制装置、数据采集装置、数据测量装置，实现了三轴仪上实验数据自动测量采集的功能，具有操作简便、实验进行时无需人工读数计数的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：压力控制装置、数据采集装置、数据测量装置和常规三轴仪，其中：压力控制装置的输出端与常规三轴仪相连以传输压力荷载，数据测量装置的输出端与数据采集装置相连传输位移、压力的模拟信号数据和体变、变形的图像数据，数据测量装置设置在常规三轴仪上且与常规三轴仪相连传输测量数据和图像信息。

所述的常规三轴仪上设置有孔压计，该孔压计与数据采集装置相连传输应力模拟信号数据信息。

所述的压力控制装置包括：空气压缩机、气压传输三通阀、两个气压传输双向阀、两个气压手动控制器、两个压力表、围压高压密闭蓄水瓶和背压高压密闭蓄水瓶，其中：气压传输三通阀分别与空气压缩机、第一气压传输双向阀的一端和第二气压传输双向阀的一端相连，第一气压传输双向阀的另一端与第一气压手动控制器相连，第二气压传输双向阀的另一端与第二气压手动控制器相连，第一气压手动控制器与第一压力表相连，第二气压手动控制器与第二压力表相连，第一压力表与围压高压密闭蓄水瓶相连，第二压力表与背压高压密闭蓄水瓶相连，围压高压密闭蓄水瓶与压力室相连传输围压，背压高压密闭蓄水瓶与压力室相连传输背压。

所述的气压手动控制器包括：旋动手柄、弹簧和橡胶膜，其中：弹簧的一端与旋动手柄固定相连，弹簧的另一端与橡胶膜固定相连，旋动手柄与气压传输双向阀相连接以输出手动控制信号。

所述的数据测量装置包括：两个位移计、摄像头和体变管，其中：两个位移计分别设置在常规三轴仪上且与常规三轴仪相连传输土体轴向应变和测力环形变信息，体变管与常规三轴仪的排水口相连传输土体形变信息，摄像头设置在合适的位置以拍摄常规三轴仪的压力室内土体变形和体变管中液面读数，两个位移计分别与数据采集装置相连传输土体轴向应变和测力环形变信息，摄像头与数据采集装置相连传输常规三轴仪的压力室内土体变形和体变管中液面读数信息。

所述的数据采集装置包括：数据采集仪和计算机，其中：数据采集仪和计算机分别与数据测量装置相连传输测量数据和图像信息，数据采集仪和计算机相连传输采集的数据信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在常规三轴仪的基础上实现了三轴仪的自动化，加压阶段操作简便，数据测量与采集过程中无需人工操作，且所测数据连续准确。

附图说明

图1为实施例结构示意图；

其中：1-压力控制装置；2-数据测量装置；3-数据采集装置；4-空气压缩机；5-气压传输三通阀；6-第一气压传输双向阀；7-第二气压传输双向阀；8-第一气压手动控制器；9-第二气压手动控制器；10-第一压力表；11-第二压力表；12-围压高压密闭蓄水瓶；13-背压高压密闭蓄水瓶；14-第一位移计；15-第二位移计；16-摄像头；17-体变管；18-数据采集仪；19-计算机；20-常规三轴仪；21-压力室；22-孔压计。

图2是采用实施例装置得到的主压力差-轴向应变示意图。

图3是采用实施例装置得到的孔压-轴向应变示意图。

图4是采用现有技术得到的主压力差-轴向应变示意图。