多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀的製作方法

2023-12-10 06:58:12

專利名稱：多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於地層應變監測領域。
背景技術：
過去形變觀測，採用伸縮儀，由於體積尺寸很大，需要數十米長的山洞硐室才能安裝，造成安裝伸縮儀工程造價高，維護管理不便等不足；隨著科學技術的發展，近年來由於徑向位移應變儀的問世，使垂直於地平面鑽孔中安裝徑向位移應變儀觀測地殼形變技術得到快速發展。為觀測與鑽孔軸線垂直的地層平面的應變量，專制的徑向位移式鑽孔應變儀需要在探頭圓筒內裝與該探頭軸線垂直的多個不同方向的徑向位移傳感器，為安裝上述多個不同方向的徑向位移傳感器，不得不加長探頭的圓筒管長，從上而下的安裝，造成多個不同方向的徑向位移傳感器不在同一平面上，如澳大利亞Gladwin研製的裝在垂直地面巖孔中的三分量鑽孔應變儀，三個徑向位移傳感器分別安裝在探頭的上部、中部和下部位置。我國現有的RZB-1型鑽孔應變儀中四個徑向位移傳感器也布置在從上至下四個不同的平面上。各個徑向位移傳感器在探頭中的位置各不相同，距探頭邊緣的距離不同，因邊緣效應影響，使得各個徑向位移傳感器對地層應變響應的靈敏係數各不相同，而且其間的差別很難精確確定，影響到使用各徑向位移傳感器測量值歸算應變值的精度。另據報導美國2003年開始執行的「地球透鏡」計劃已將多分量徑向位移式鑽孔應變儀列為主要觀察儀器。國內外大都採用多分量徑向位移式鑽孔應變儀觀測地殼形變，各國針對上述不足之處，都在進行改進新設計，但目前還沒有問世。

發明內容本實用新型所要解決的技術問題使多分量徑向位移式鑽孔應變儀探頭內裝的多個徑向位移傳感器的兩端頭裝接在圓筒形探頭內壁垂直於該探頭軸線的同一平面上，從而使各個徑向位移傳感器的響應靈敏係數一致，提高測量精度，同時縮短圓筒形探頭軸向長度，減少圓筒型探頭重量，便於使用與安裝，降低造價。
解決上述技術問題的技術方案研製多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀，它包括探頭和安裝在探頭內的徑向位移傳感器，徑向位移傳感器由電容測微定片、電容測微動片和傳動杆組成，其特徵在於裝接在圓筒形探頭內至少有兩個立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器，且立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器的兩端頭與圓筒形探頭的圓柱形內壁連接在垂直於圓筒形探頭軸線的同一平面上。
本實用新型的有益效果1、由於多個徑向位移傳感器的兩端頭安裝在垂直於圓筒形探頭軸線的同一平面上，使各徑向位移傳感器的響應靈敏係數一致，提高了測量精度；2、由於本實用新型設計使裝接在圓筒形探頭內的多個徑向位移傳感器實現了立交才使多個徑向位移傳感器的兩端頭都能裝接在垂直於圓筒形探頭軸線的同一平面上，使圓筒形探頭在不影響測量性能的前提下縮短長度，減少重量，便於使用與安裝，從而降低了造價。


圖1是本實用新型立體結構示意圖；圖2是澳大利來GIadwin三分量鑽孔應變儀立體結構及使用放置示意圖。圖中1是圓筒形探頭；2是徑向位移傳感器；4是地層巖石。
具體實施方式
參照圖1，多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀，它包括鋼筒製成的圓筒形探頭1和裝在該探頭內的徑向位移傳感器2，徑向位移傳感器2由電容測微定片21、電容測微動片22和傳動杆23組成，其特徵在於裝接在圓筒形探頭1內的三個徑向位移傳感器2，其中一個徑向位移傳感器的傳動杆23製成直線形，另外兩個徑向位移傳感器2的傳動杆在近中點部位製成弓形，利用其中兩個徑向位移傳感器的弓形傳動杆，將三個徑向位移傳感器進行立交等分圓周角分布裝接在支撐環3中，裝有徑向位移傳感器的支撐環3裝接在圓筒形探頭內壁中部，並使支撐環3所在的平面垂直於圓筒形探頭的軸線。
本實用新型在垂直於地面的巖石鑽孔中安裝應用時，應在鑽孔中置入本實用新型後，四周空隙應用砼灌實。
權利要求1.多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀，它包括探頭和裝在探頭內的徑向位移傳感器，徑向位移傳感器由電容測微定片(21)、電容測微動片(22)和傳動杆(23)組成，其特徵在於裝接在圓筒形探頭(1)內至少有兩個立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器(2)，且立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器的兩端頭與圓筒形探頭的圓柱形內壁連接在垂直於圓筒形探頭軸線的同一平面上。
2.根據權利要求1所述的多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀，其特徵在於所述的裝接在圓筒形探頭(1)內至少有兩個立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器為三個，其中一個徑向位移傳感器的傳動杆(23)為直線形，另外兩個徑向位移傳感器的傳動杆(23)在近中點部位製成一個為上弓形，另一個為下弓形。
3.根據權利要求1或2所述的多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀，其特徵在於所述的立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器的兩端頭與圓筒形探頭的內壁連接在垂直於圓筒形探頭軸線的同一平面上是先將每個徑向位移傳感器的兩端頭在支撐環(3)內裝接，裝有徑向位移傳感器的支撐環裝入圓筒形探頭內壁，支撐環(3)所在的平面垂直於圓筒形探頭的軸線。
4.根據權利要求1或2所述的多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀，其特徵在於所述的裝接在圓筒形探頭內壁的徑向位移傳感器設置在圓筒形探頭的中部。
專利摘要多分量同平面徑向位移式鑽孔應變儀，屬地層應變監測領域。解決的技術問題是目前多分量鑽孔應變儀中多個徑向位移傳感器在探頭內從上到下不在同一平面安裝，使得各個徑向位移傳感器對地層應變響應的靈敏係數各不相同，影響了各傳感器測量值歸算應變值的精度。其解決的技術方案裝接在圓筒形探頭(1)內至少有兩個立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器(2)，且立交的等分圓周角分布的徑向位移傳感器的兩端頭與圓筒形探頭的圓柱形內壁連接在垂直於圓筒形探頭軸線的同一平面上。本實用新型主要用於應變固體潮、地震應變階躍、地震預報研究領域的觀測。也適用於在工程應用方面的地層應變觀測。
文檔編號G01B7/16GK2676143SQ20032010315
公開日2005年2月2日 申請日期2003年11月10日 優先權日2003年11月10日
發明者池順良 申請人:池順良