[发明专利]一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置

权利要求书

1.一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，其特征在于，包括支撑板、加压机构、测量法向接触力机构、测量法向位移机构、以及电脑；测量法向接触力机构包括固定套筒、有机玻璃圆管、若干个薄膜压力传感器以及若干个实验颗粒球；有机玻璃圆管安装于固定套筒上，固定套筒安装于支撑板上，实验颗粒球的直径与有机玻璃圆管的内径一致；若干个实验颗粒球竖向叠加式放置于有机玻璃圆管中；薄膜压力传感器设于有机玻璃圆管中，并位于实验颗粒球与实验颗粒球的接触面上；薄膜压力传感器连接于电脑；加压机构设于支撑板上，并连接于有机玻璃圆管上，用于向有机玻璃圆管中的实验颗粒球加压；测量法向位移机构设于支撑板上，用于测量实验颗粒球在法向方向的位移。

2.根据权利要求1所述的一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，其特征在于，有机玻璃圆管的管壁在竖向方向布设有若干个孔。

3.根据权利要求1所述的一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，其特征在于，加压机构包括供气瓶、储气室、固定支架、加载板以及活塞；供气瓶通过输气管连通于储气室，储气室连接于加载板；加载板设于固定支架的端头、活塞设于加载板的下方并同时位于有机玻璃圆管的上端；在控制供气瓶供气能实现控制加载板发生位移时，加载板带动活塞向有机玻璃圆管中的实验颗粒球加压；供气瓶与储气室均设于支撑板上。

4.根据权利要求3所述的一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，其特征在于，还包括导筒，导筒设于有机玻璃圆管的外围，加载板能沿导筒进行上下移动，并带动活塞对实验颗粒球进行加压。

5.根据权利要求2所述的一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，其特征在于，测量法向位移机构包括支架，以及安装于支架上的红外发射器、红外接收器与红外距离传感器；支架安装于支撑板上；其中，红外发射器发射的红外信号能通过有机玻璃圆管管壁上的孔；红外接收器用于接收红外发射器发射的信号；红外距离传感器用于检测实验颗粒球的法向位移。

6.根据权利要求5所述的一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，其特征在于，还包括信号转换器与数据采集系统；薄膜压力传感器依次通过信号转换器与数据采集系统连接于电脑；红外距离传感器依次通过信号转换器与数据采集系统连接于电脑。