[发明专利]三轴试验仪内置轴向荷载传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器。

背景技术

在土工试验中，三轴试验仪已成为测定土的强度和变形指标必不可少的常用仪器。三轴试验机中的轴向压力传感器是三轴试验仪的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到三轴试验仪测量的精确度。

现有技术中，三轴试验机中的轴向压力传感器一般置于三轴压力室的外部。三轴试验过程中，三轴压力室要保持一定的压力（一般为0.1～3Mpa），这就要求三轴活塞处既能保证活塞轴的上下运动，又要有很好的密封性（不能漏水、漏气）。在试验过程中，试样受力产生位移时，活塞轴与活塞套间就会产生摩擦力，该摩擦力与密封圈的新旧、环境温度、试验的振动频率、振幅大小等因素有关，要想准确测出该摩擦力，是不现实的。所以，受摩擦力的影响，用外置传感器的三轴仪进行土工试验，特别是在低应力及小变形（小动应力）条件下的试验，其测试结果受摩擦力影响尤为突出，造成测量精度偏差较大，使试验成果失真。为消除摩擦力的影响，现有技术中，已有将防水、耐压的轴向压力传感器置于三轴压力室内部的技术方案出现，但因目前所使用的传感器，耐压壳与感应体组件为一体结构，环境压力（侧向压力）仍会对测量的精度造成一定的影响，并产生横向效应（随环境压力的增大而增大）。

有鉴于此，有必要对现有技术中三轴试验仪的传感器予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器，其由传感器感应体组件和传感器外壳组成，即可消除摩擦力对传感器的影响，又可保证传感器完全不受环境压力（侧向压力）的影响，同时具有较强的防水性能，提高了三轴试验仪测量的精确度。

为实现上述目的，本发明提供了一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器，包括：圆形的底座，该底座上固定连接传感器感应体组件；呈倒凹字形且顶部均匀间隔设有若干贯穿孔的圆形的外壳，该外壳与该传感器感应体组件固定连接，该外壳与该底座相扣合形成封闭空间用以收容该传感器感应体组件，该贯穿孔中设有塞头；及连接在该外壳上方的隔离层；该外壳的内径与该传感器感应体组件及底座的外径间留有一定间隙（防止侧向应力传递到传感器感应体组件），该外壳及底座的缝隙用呈环形的隔膜密封装置密封固定。

作为本发明的进一步改进，该贯穿孔的数量为四个。

作为本发明的进一步改进，该传感器感应体组件分别与该底座及外壳，通过穿钉固定连接。

作为本发明的进一步改进，该穿钉的数量为八个。

作为本发明的进一步改进，该隔膜密封装置分别与该外壳及底座通过螺钉固定连接。

作为本发明的进一步改进，该隔膜密封装置为环形橡胶隔膜或加筋橡胶隔膜。

作为本发明的进一步改进，该隔离层与该外壳固定连接，其覆盖在该外壳的顶部。

作为本发明的进一步改进，该底座设有线路通道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过提供了一种三轴试验仪内置轴向荷载传感器，通过穿钉固定连接底座与传感器感应体组件、外壳与传感器感应体组件，并设置隔离层及隔膜密封装置。通过这种结构的三轴试验仪内置轴向荷载传感器，其不仅消除了外置传感器受摩擦力影响所造成的误差，而且保证了传感器在三轴试验仪内不受任何环境压力（侧向压力）的影响，同时具有较强的防水性，从而显著提高了三轴试验仪测量的精确度。

附图说明

图1为本发明三轴试验仪内置轴向荷载传感器的结构示意图；

图2为图1所示A处的局部放大图。

图3为外置轴向传感器试验得到的地震总应力抗剪强度τ_fs与初始有效法向应力σ'_f0的关系图。

图4为内置轴向传感器试验得到的地震总应力抗剪强度τ_fs与初始有效法向应力σ'_f0的关系图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1所示，图1为本发明三轴试验仪内置轴向荷载传感器的结构示意图。