一种孔隙水压力计标定系统技术方案

本发明专利技术公开了一种孔隙水压力计标定系统，包括压力调节器、脱水装置、空气通道、水位指示管、标定试管、电子压力显示器、水箱、气囊、排水通道、压力调节器、气泵、水源和真空泵系统。水箱顶部连接水源，底部设置排水通道，内部设有气囊，气囊与气泵管路连接，管路上安装压力调节器。标定试管由六根透明管和上下连通器组成；下连通器与水箱连接，上连通器与电子压力显示器和水位指示管连接。脱水装置一端通过管路连接真空泵系统，管路上安装有压力调节器，另一端与水位指示管连通后通过管路连接水箱；系统各部件连接处均密封。本发明专利技术系统构造简单，适用性广，可同时实现了孔隙水压力计去空气、饱和以及标定，提高了系统的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感器
，涉及一种孔隙水压力计标定系统。
技术介绍
孔隙水压力计被广泛应用于水工建造物、基础与挡土墙、大坝与堤防、边坡与开挖工程、隧洞与地下工程、废料堆积场等项目中；在土工物理模型试验、单元体试验等试验中，孔隙水压力计也是不可或缺的传感器，可以用来测量孔隙水或其它流体压力，包括正压和负压。在传感器使用前，需要对孔隙水压力计进行标定以确认该传感器处于正常工作状态。另外，在孔隙水压力计使用一定时间后，也需要将传感器放在孔隙水压力计标定系统上进行标定，防止出现因为元件老化或失灵而导致的测量不准。现有的技术中，孔隙水压力计标定需要经历孔隙水压力计去空气、饱和以及标定三个步骤。这三个步骤通常在不同仪器设备上分开进行，三次安装拆卸过程极易造成传感器损坏，且孔隙水压力计在去空气后不能避免再次接触空气，从而使得标定系数误差较大；另外，孔隙水压力计标定系统加压部件主要通过在标定舱内注入水以实现增压，注水加压不易控制且只能产生正向压力，这将导致量程范围小于lOOkPa的孔隙水压力计标定不准，且传感器负量程没法标定。因此，研发一种测量结果精准，集三个标定步骤于一体的孔隙水压力计标定系统，成为亟需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种孔隙水压力计标定系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种孔隙水压力计标定系统，包括压力调节器、脱水装置、空气通道、水位指示管、标定试管、电子压力显示器、水箱、气囊、排水通道、压力调节器、气栗、水源和真空栗系统;所述水箱顶部通过管路连接水源，管路上设有开关，水箱底部设置排水通道，排水通道上设有开关;所述气囊位于水箱内部，气囊通过管路连接气栗，管路上设有压力调节器，在气囊和压力调节器之间的管路上设有开关;所述标定试管由六根透明管、上连通器和下连通器组成；下连通器通过管路连接水箱，管路上设有开关;上连通器一侧安装有电子压力显示器，另一侧通过管路连接水位指示管，管路上设有开关;所述脱水装置一端通过管路连接真空栗系统，管路上安装有压力调节器，在真空栗系统和压力调节器之间的管路上设有开关，压力调节器可以控制真空压力值大小;所述脱水装置另一端与水位指示管连通后通过管路连接水箱，管路上设有开关;在脱水装置和水位指示管连接的管路上设有空气通道，空气通道上设有开关；以上所述部件连接处均密封，防止漏气和漏水。进一步地，所述的管路为透明塑料软管，用于实现水、气介质在各部件间的流通，且可以直接观察到管内水介质的流动。进一步地，所述的水箱用于储水，其材质采用透明高强度材料制作，既可观察水位高度，又能承受高压。进一步地，所述的气囊采用高强膜制作而成，未经过气栗通入压缩空气前体积较小，此时水箱的功能是储水;通入压缩空气后体积膨胀，约占水箱体积一半，此时水箱的功能是加压罐，压力值可通过控制进气量改变。进一步地，所述的标定试管中的透明管和上下连通器采用高强度材料制作而成，管子和连通器接口处严格密封，防止进气和漏水。进一步地，在标定过程中，孔隙水压力计探头需放入标定试管中的透明管内，孔隙水压力计接线在透明管外，接线与透明管处需严格密封，防止进气。进一步地，所述的电子压力显示器可实时显示标定试管中的水压值。进一步地，所述的真空栗系统可产生真空负压，用于去掉孔隙水压力计和水箱中储水内的多余空气，同时还可对标定试管施加负压，实现孔隙水压力计负压量程的标定。进一步地，所述的脱水装置可防止水箱和水位指示管中的水分进入真空栗系统，造成真空栗的损坏，且所述的真空栗系统位置需高于水箱顶部。进一步地，所述的空气通道用于通入空气，释放真空栗系统产生的真空压力。进一步地，所述的排水通道用于排放水箱中的储水。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:(1)本专利技术系统可同时实现孔隙水压力计去空气、饱和以及标定三个步骤，传感器可避免多次拆卸安装，极大降低损坏概率，提高孔隙水压力计测量精度。(2)本专利技术系统采用气压增加，提高了压力值的可控性。(3)本专利技术系统可对正压量程和负压量程进行标定，扩大了孔隙水压力计标定的量程范围。(4)本专利技术系统结构简单，原理易懂，易于制造且可根据原有系统开发新的用途。(5)本专利技术实现成本低，使用效果好，便于推广使用。【附图说明】图1是本专利技术的孔隙水压力计标定系统的原理示意图；图中:第一开关卜丨.第二开关1-2;第三开关1-3;第四开关1-4;第五开关1_5;第六开关1-6;第七开关1-7;第八开关1-8;压力调节器2;脱水装置3;空气通道4;水位指示管5;标定试管6;电子压力显示器7;水箱8;气囊9;排水通道10;压力调节器11;气栗12;水源13;真空栗系统14;透明塑料软管15。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术提供的孔隙水压力计标定系统，包括压力调节器2、脱水装置3、空气通道4、水位指示管5、标定试管6、电子压力显示器7、水箱8、气囊9、排水通道10、压力调节器11、气栗12、水源13和真空栗系统14。所述的水箱8用于储水，其材质采用透明高强度材料制作，既可观察水位高度，又能承受高压。该水箱8顶部与水源13通过透明塑料软管15连接在一起，透明塑料软管15中部设置有第一开关1-1，用于控制水源13的流入。所述水箱8底部设置排水通道10，排水通道10上设有第八开关1_8。所述的气囊9设置在水箱8的内部，气囊9与气栗12通过透明塑料软管15连接，软管上安装有第七开关1-7和压力调节器11，气囊9采用高强膜制作而成，未经气栗12通入压缩空气前体积较小，水箱8主要用于储水;通入压缩空气后体积膨胀，约占水箱体积一半，通过控制进气量，可实现水箱增压，压力调节器11可以控制压缩空气压力值大小。标定试管6由六根透明管6-1、上连通器6-3和下连通器6-2组成，透明管6-1、上连通器6-3和下连通器6-2采用高强度材料制作而成;上连通器6-3和下连通器6-2可以保证各透明管6-1内水位和水压一致;下连通器6-2与水箱8通过透明塑料软管15连接，透明塑料软管15上安装有第五开关1-5;上连通器6-3左侧安装有电子压力显示器7，可实时显示标定试管6中的水压值，上连通器6-3右侧与水位指示管5通过透明塑料软管15连接，透明塑料软管15上设置有第四开关1-4。在标定过程中，孔隙水压力计探头需放入标定试管6中的透明管6-1内，孔隙水压力计接线在透明管6-1外，接线与透明管6-1处需严格密封，防止进气和漏水。所述真空栗系统14可产生真空负压，用于去掉孔压力计和水箱8中储水内的多余空气，同时还可对标定试管6施加负压，从而标定传感器的负压量程;该真空栗系统14和脱水装置3通过透明塑料软管15连接，透明塑料软管15上安装有压力调节器2和第二开关1-2;压力调节器2可以控制真空压力值大小;脱水装置3可防止水箱8中水分进入真空栗系统14，造成真空栗的损坏。所述脱水装置3还与水位指示管5连接，并且两者共同与水箱8通过透明塑料软管15连接，透明塑料软管15上设置第三开关1-3。所述空气通道4用于通入空气，释放真空栗系统产生的真空压力。该通道位于在脱水装置3和水位指示管5的连接透明塑料软管15中间，空气通道4上设置有第六开关1 -6。所述透明塑料软管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔隙水压力计标定系统，其特征在于，包括压力调节器(2)、脱水装置(3)、空气通道(4)、水位指示管(5)、标定试管(6)、电子压力显示器(7)、水箱(8)、气囊(9)、排水通道(10)、压力调节器(11)、气泵(12)、水源(13)和真空泵系统(14)；所述水箱(8)顶部通过管路连接水源(13)，管路上设有开关，水箱(8)底部设置排水通道(10)，排水通道(10)上设有开关；所述气囊(9)位于水箱(8)内部，气囊(9)通过管路连接气泵(12)，管路上设有压力调节器(11)，在气囊(9)和压力调节器(11)之间的管路上设有开关；所述标定试管(6)由六根透明管(6‑1)、上连通器(6‑3)和下连通器(6‑2)组成；下连通器(6‑2)通过管路连接水箱(8)，管路上设有开关；上连通器(6‑3)一侧安装有电子压力显示器(7)，另一侧通过管路连接水位指示管(5)，管路上设有开关；所述脱水装置(3)一端通过管路连接真空泵系统(14)，管路上安装有压力调节器(2)，在真空泵系统(14)和压力调节器(2)之间的管路上设有开关，压力调节器(2)可以控制真空压力值大小；所述脱水装置(3)另一端与水位指示管(5)连通后通过管路连接水箱(8)，管路上设有开关；在脱水装置(3)和水位指示管(5)连接的管路上设有空气通道(4)，空气通道(4)上设有开关；以上所述部件连接处均密封，防止漏气和漏水。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄博，刘婧雯，李琪群，凌道盛，廖凯龙，刘辉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33