電測多點伸長計的製作方法

2023-06-06 21:53:11

專利名稱：電測多點伸長計的製作方法
技術領域：
本實用新型屬地質位移測量儀器。
電測多點伸長計已有如下幾種產品英國的Geotechnical Instruments(UK)有限公司出品的FE型；美國的Geo Kon公司出品的7000型及Sinco出品的4-CSLT(R)；德國的KurtStitz Meβgerate und Apparatebau和法國TELEMAC公司出品的串聯式電感頻率式伸長計。綜合起來以上產品存在的缺點如下1、傳感器測頭部分部件如固定盤、外罩筒都採用厚重的鋼材料，給安裝搬運帶來不便。
2、由於測頭部分直徑相對於測杆部分直徑大的多，所以測試鑽孔口部直徑大，裡面直徑小。這樣給鑽孔工作帶來麻煩；更重要的是孔口大直徑鑽孔與裡面小直徑鑽孔對中困難，一但錯位較大，給位移計安裝帶來困難，或安裝後由於測桿頭與傳感器頭不對中，使之不能測試，或引起測試誤差較大，以及測杆與外套管之間磨擦力增大。如果以測頭外徑為準，把整個測孔打成同一直徑，這樣大直徑孔費時、費力、增加了成本。
3、測頭部分較長，與測孔巖體錨固距離自然也長，這樣變形量測的參考點不夠準確，況且鑽孔口部巖體是變形最敏感部位。
4、各傳感器測桿頭與位移計對應的各測點的測桿頭接觸點結構形式有的是靠調節螺母來完成，既費時費力，也不牢靠。有的是各傳感器測杆頂在對應的伸長計各測點的測桿頭部的橫向測板上，這種方式雖然接觸面積較大，但既要保證其可自由軸向運動，又要牢固不旋轉，其可靠性不夠。另外這種結構，以及有的傳感器與測杆是平行安裝，佔用較大的空間面積，各個測點的傳感器自由線性活動易受到阻礙，也使得測頭直徑較大。
5、有的測頭部結構複雜，給加工和野外安裝使用帶來不便。
6、串聯式電測位移計由於是彈簧片錨固，不適合開挖爆破時的監測，也常因鑽孔中潮溼甚至有水使簧片易鏽蝕，所以不適合作長期監測用。
7、由於有的測試需要較長距離的量測，其長度達幾十米甚至達百米，測杆與外保護套管之間磨擦力較大，軸向擾動大，影響測試精度的提高。
本實用新型的目的是提供一種解決已有產品存在的上述缺點的新型電測多點位移計。它的測頭部分採用了薄壁不鏽鋼外殼，各傳感器是固定在一PVC材料固定塊上，因此測頭部分輕便多了。由於測頭部分中採用了傳感器與測杆是對接形成，這樣使測頭外直徑與測杆部分外徑相差不大，用於安裝的測孔是同一直徑，改進了原有產品孔口部需要大直徑孔的缺點。另外由於測頭由前後兩部分構成，外罩筒較短的前部分是錨固在測孔口巖體上，做為測孔中不同深度錨固的各測點進行位移量測的參考點。錨固段較短，有助提高位移測試的精度。本實用新型傳感器觸頭與測杆端頭接觸的結構形式是在它們的外部有兩個套起的滑動套管，除了起到密封作用，同時還起到滑動導向作用，保證了傳感器與測杆的對中，也給安裝帶來了便利，連接各錨頭的測杆端頭部套有梯形壓縮彈簧，使測杆產生軸向拉力，減小了軸向彎曲擾動及與套管間的磨擦，也保障了在滑動套管中與傳感器觸頭對中接觸，也有利提高測量精度和方便的安裝。測頭外罩筒較長的後部分，可軸向拉動，這樣可方便地進行內部各部件的安裝與調整。本實用新型各測點是並聯式整體注漿錨固的，可以分別直接讀取各測點位移量，注漿錨固可靠、穩定。為了減小測杆軸向擾動及與外套管間的磨擦力，設計安裝了三角形截面的支承，其材料為尼龍1010。測杆採用不鏽鋼棍。
本實用新型的技術方案如下測讀儀器和傳感器是外購成品，錨固形式是整體注漿(也可採用其它形式錨固)。錨固在測孔中不同深度的錨頭，通過測杆延伸至測頭內，測桿頭部裝有一彈簧，使測杆有一拉伸力，加上測杆與套管間安裝有減磨承環，有助於測杆的平直及與保護套筒等部件磨擦力的減少。測桿頭與傳感器觸桿頭接觸部位，外有滑套管，再外層，即測頭後段外殼是滑動套筒，這樣既有滑動導向作用，也有防止水泥砂漿進入的密封作用。測頭部外殼有兩個，可以在不影響內部及整體各部件位置與狀態下拆裝。這樣可以方便地調整傳感器位置和傳感器觸頭與測桿頭部的部件安裝。
為了使測頭直徑達到最小的限度及輕便的目的，外殼採用了薄壁不鏽鋼管；傳感器固定塊採用了較輕的PVC材料；布局上以注漿管孔為中心，各測點傳感器以圓周分布結構安裝，傳感器與測杆為同軸對接，這樣結構形式佔用的徑向空間最小。
綜上所述不難看出本實用新型的有益效果，諸如採用薄壁的不鏽鋼測頭外殼；PVC材料的測頭傳感器固定塊；測頭中傳感器與測杆是同軸相接設計；測頭外殼錨固段較短，而測頭外殼後段可以軸向拉開；其內部傳感器與測杆對接處外套滑動套管；測杆端部又採用了梯形彈簧結構。這些正是有別於已有產品的材料選取和結構設計。


圖1是其總裝圖，其中1至12和16、17構成測頭部分，做為巖體測孔中不同深度測點相對於巖體鑽孔口部位的位移測量參考點。其中1是測頭的前蓋板、2是罩筒殼，它是由螺釘固定的固定塊4上、3是各測點的傳感器，其殼體也是固定在固定塊4上。5是測頭內罩筒6是外罩筒；7是觸頭外套管；8是測桿頭；9是觸頭內套管；10是不鏽鋼測杆；11是測頭內蓋板；12是測杆外套管；13是測杆外套管與錨頭的衡接管；14是錨頭；15是減摩支撐環；16是彈簧；17是密封環；18是注漿管。
本實用新型的實施如下本實用新型是用於測量巖體鑽孔中，孔口部巖體相對於不同深度測點部位的巖體之間相對位移量。儀器主要由三部分組成，1為錨頭，2測杆和測杆套管，3為測頭。其中測頭部分是技術關鍵部件，也是技術較為集中部件。
具體實施及應用祥述如下如果場地允許，可以整體安裝好後，再送入被測巖體鑽孔中。否則就逐段安裝，逐段送入測試鑽孔中。首先將錨頭14由螺紋聯接在測杆10上，同時套上連接管13與保護套管12。測杆10和套管12是1米長一根的相連接，達到各測點設計的測量深度。最後一根套管12是由螺紋聯接在測頭內蓋板11上。每根套管12一端裝有減摩支撐環15、外罩筒6和觸頭內套管9也是由螺紋聯接在測頭內蓋板11上。測頭外罩筒6可方便地由螺紋從內蓋板11上旋鬆，抽開便於安裝彈簧15、測桿頭8與套管9。觸頭外套管7是事先粘接傳感器3外殼上的，傳感器3插入固定塊4的孔中，測頭內罩筒5由螺扣聯接在固定塊4一端，其外壁有一凹槽裝有密封圈16，然後，整體裝入到外罩筒6內，並使各觸頭外套管7——對應套在內套管9的外面，這時傳感器3的觸杆與測杆10的測頭8接觸。分別使傳感器3觸杆壓縮到底時，旋緊固定塊4上的螺釘，使傳感器3由螺釘頂固在固定塊4上。最後裝上帶有前蓋板1的外罩殼2，它是由螺釘固定在固定塊4上。前蓋板上上有電纜引出孔。當全部安裝好了，此時適當調整傳感器的量程，使之起始點為3至5毫米左右，調整的辦法是將罩筒殼2向外輕拉，到位後就可由注漿管注漿，注滿後，再用較稠的水泥砂漿把測孔口與外罩殼2空隙堵好，並等水泥砂漿凝固後就可進行初測。以後的讀數減去初讀數就是位移及累積位移值。
主要技術參數量程取決於傳感器，可以由幾釐米到十幾釐米，本實施例為4釐米；線性度0.2％；解析度0.01毫米；測點數1至6個，本實施例為四點；鑽孔孔徑本實施例為Φ85毫米。
本實用新型除前部外罩筒2、後部外罩筒6及前蓋板1為不鏽鋼外，其內罩筒5、觸頭外套管7、內套管9和測杆護套管12都是市售成品塑料管材。固定塊4和測頭後蓋板11是相應外徑的塑料棒，同樣注漿管17、測杆10、連接管13和密封環17都是市售成品材料。其測杆10為Φ8或Φ6毫米不鏽鋼杆；錨頭14為Φ25毫米的螺紋鋼或開有園周槽的不鏽鋼棍材料均可；三角形截面支承環15為尼龍1010。
權利要求1.一種電測多點伸長計其特徵在於測頭由前後兩部分構成，後部分外罩筒內採用了一密封環，內部的傳感器觸杆與測桿頭接觸部外有套起的滑動套管，在測桿頭部套有梯形壓縮彈簧，測杆與外套管間裝有三角形截面支承環；
2.按權利要求1所述電測多點伸長計，其特徵在於；測頭由前後兩部分構成，後部外罩筒(6)與內罩筒(5)之間裝有密封環(17)；
3.按權利要求1所述電測多點伸長計，其特徵是傳感器觸杆與測桿頭接觸部外有套起的滑動套管，外套管(7)是與傳感器(3)外殼固定，內套管(9)與測頭蓋板(11)固定；
4.按權利要求1所述電測多點伸長計，其特徵在於在測杆端頭部套有梯形壓縮彈簧(16)，它的一端頂在測頭內蓋板(11)上，一端頂在測桿頭(8)上；
5.按權利要求1所述電測多點伸長計，其特徵在於，在測杆與外套管間，安裝了三角形截面的支承環，選材為尼龍1010。
專利摘要本電測多點伸長計屬地質測量儀器。它是由測頭、測杆及測杆套管和錨頭三部分構成。構成測頭的兩部分既密封又可拉動,其外罩是薄壁不鏽鋼筒,較短的外段與測孔口參考點巖體錨固;較長的裡段可拉開,內裝彈簧給測杆一拉力;內裝各測點的密封滑動套管中傳感器與測杆同軸對接。測杆與外套管間有三角形截面支承環。結構緊湊、輕便,安裝簡單,減小了較長的測杆軸向彎曲擾動,提高了監測精度與可靠性。
文檔編號G01B7/26GK2391014SQ9820104
公開日2000年8月9日 申請日期1998年2月6日 優先權日1998年2月6日
發明者董萬裡, 劉 英, 胡懋勤 申請人:中國科學院地質研究所