【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土工程监测与检测技术，具体涉及一种土压力传感器标定装置及方法。
技术介绍
1、在岩土工程领域，尤其是涉及到边坡、挡墙、填方地基工程时，常常需要获得土压力数据，土压力传感器是测量土压力的仪器，而为了获得准确的土压力值，土压力传感器在使用前必须要进行标定，每个土压力传感器均需要有一条标定曲线。土压力值的准确性很大程度上取决于标定装置及方法。土压力传感器是一种能够将土压力信号转换成振弦信号的传感器，土压力传感器包含上下两端，其中一端具有承压膜，承压膜受土压力即产生微小挠性变形，使油枪内液体受压，液体压力通过管路传到压力传感器的受压膜上，使得振弦式传感器的自身频率发生变化，通过振弦读数仪，测得相应的变化值，经换算即可求得所测土压力值。
2、土压力传感器出厂前需要对其进行专门标定方能使用，已标定仪器在使用阶段中出现性能和精度不足时，也应重新标定。土压力传感器标定时，需要在加载传递环节精准对土压力传感器的感应端施加压力。目前静态标定常采用的装置有砝码—杠杆加载系统、螺杆—标准测力环加载系统、标准测力机加载等。上述标定装置的结构复杂，操作繁杂，难以精确调控标定压力，常常出现土压力传感器的感应端受力不均的情况，导致感应端压力与加载端压力大小存在一定偏差，影响标定数据的准确性与可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种土压力传感器标定装置，其设计新颖合理，通过在加压活塞上施加砝码，并经由油缸和导管传递到测试器皿中的土压力
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种土压力传感器标定装置，其特征在于：包括用于放置土压力传感器的测试皿、用于固定土压力传感器的拉马以及均与测试皿底部连通的液压表和传力油缸，传力油缸通过导管机构与加压活塞、调压活塞和供油活塞连接；
3、所述测试皿内侧壁设置有用于放置土压力传感器的台阶，所述测试皿的底部开设有与传力油缸连通的底部开口，所述测试皿的底部且位于传力油缸外侧的区域通过液压表管道与液压表连通，所述测试皿位于台阶下侧的内侧壁上开设有平孔，所述测试皿外侧设置有与平孔连通的排气管，排气管上安装有排气阀门，所述测试皿位于台阶上侧的一侧壁上开设有穿设土压力传感器的传输电缆的水平开口。
4、上述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述台阶上表面与土压力传感器之间设置有橡胶圈。
5、上述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述传输电缆远离土压力传感器的一端位于测试皿外侧且其连接有用于显示土压力传感器标定结果的显示控制器。
6、上述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述传力油缸和加压活塞均通过铆钉固定在底板上，供油活塞和调压活塞通过第一托板固定在底板上。
7、上述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述加压活塞包括加压油缸和与加压油缸配合的加压活塞杆和活塞头，加压活塞杆伸出加压油缸的顶端安装有第二托板，第二托板顶部中心位置设置有砝码，砝码的顶部和底部分别设置有相嵌套匹配的凸块和凹口，第二托板的顶部设置有与凹口配合的凸起，活塞头远离加压活塞杆的一端与加压油缸之间的填充有油液，加压油缸外侧设置有刻度和液面参考线，加压油缸的顶部通过铆钉与轴承连接。
8、上述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述调压活塞包括调压油缸和与所述调压油缸配合的细螺纹活塞杆，细螺纹活塞杆伸出调压油缸的一端设置有调压手轮，调压油缸通过铆钉与第一固定螺母连接，第一固定螺母与细螺纹活塞杆螺纹配合；所述供油活塞包括供油油缸和与所述供油油缸配合的粗螺纹活塞杆，粗螺纹活塞杆伸出供油油缸的一端设置有供油手轮，供油油缸通过铆钉与第二固定螺母和调压油缸连接，第二固定螺母与粗螺纹活塞杆螺纹配合，粗螺纹活塞杆的螺距不小于细螺纹活塞杆螺距的三倍。
9、上述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述导管机构包括分别与调压油缸、供油油缸和加压油缸连通的主管，主管上安装有t形连接件，t形连接件通过分管与传力油缸连通，分管上安装有第一阀门，主管与加压油缸连接的一端安装有第二阀门。
10、同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可行的土压力传感器标定的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
11、步骤一、固定土压力传感器：将土压力传感器放置于测试皿的台阶上，台阶上表面与土压力传感器之间设置有橡胶圈，用拉马的拉脚张开放置于测试皿下缘，调整拉脚和顶杆，使拉马将土压力传感器紧密地固定在测试皿中；
12、步骤二、向加压油缸供油：关闭第一阀门，打开第二阀门，旋转供油活塞的供油手轮，供油活塞内液体会在压力作用下进入加压活塞，活塞头在液体的压力下向上移动，直至活塞头底部到达液面参考线高度的±5mm处；
13、步骤三、加压：将砝码放置于托板上，使凸块和凹口对齐，由下至上叠加拟定重量和数量的砝码，旋转供油活塞的调压手轮，再次调整活塞头的高度，使其底部处于液面参考线位置处，然后关闭第二阀门，其中，叠加砝码时，根据公式f＝x·πr2，获取加载端所需砝码重量f，r为加压油缸的内径，x为要标定的数值，叠加的拟定重量和数量的砝码的值接近所计算的f；
14、步骤四、向传力油缸和测试皿供油：打开第一阀门和排气阀门，然后旋转供油活塞手轮的供油手轮，使供油活塞内的液体进入传力油缸，传力油缸内的液体进入测试皿，上部气体通过排气管排出，当液体进入到排气管并超过排气阀门时，关闭排气阀门，停止供油；
15、步骤五、读数和调压：打开第二阀门，加压油缸会将油压通过导管机构传递至测试皿和液压表，液压表即显示测试皿处液体压力，此时再根据标定压力的要求旋转调压手轮以改变液压表读数，进而实现对液体压力的微调，然后记录液压表读数，该数值即为土压力传感器受力的测量值；
16、步骤六、多次重复步骤三至步骤五，直至标定数据获取完毕，其中，每次重复步骤三至步骤五时，根据拟定加压的压力大小改变砝码重量；
17、步骤七、处理标定数据：根据标定数据，建立标定过程中液压表读数和相应土压力传感器的测量值的相关关系，拟合标定公式，获取标定曲线。
18、上述的方法，其特征在于：步骤五中，液压表管道与测试皿内部连通，加压油缸会通过油液进入液压表管道将油液压力传递至液压表。
19、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
20、1、本专利技术采用的装置在土压力传感器处设置液压表，通过土压力传感器处的液压直接进行标定，避免了传统标定装置中加压端和感知端之间压力传递过程中的摩阻和系统阻尼的不利影响，提高了标定精度，便于推广使用。
21、2、本专利技术采用的装置设置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种土压力传感器标定装置，其特征在于：包括用于放置土压力传感器(3)的测试皿(2)、用于固定土压力传感器(3)的拉马(1)以及均与测试皿(2)底部连通的液压表(4)和传力油缸(5)，传力油缸(5)通过导管机构(9)与加压活塞(6)、调压活塞(7)和供油活塞(8)连接；
2.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述台阶(23)上表面与土压力传感器(3)之间设置有橡胶圈(21)。
3.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述传输电缆(32)远离土压力传感器(3)的一端位于测试皿(2)外侧且其连接有用于显示土压力传感器(3)标定结果的显示控制器(31)。
4.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述传力油缸(5)和加压活塞(6)均通过铆钉(51)固定在底板(52)上，供油活塞(8)和调压活塞(7)通过第一托板(71)固定在底板(52)上。
5.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述加压活塞(6)包括加压油缸(61)和与加压油缸(61)配合的加压活
6.按照权利要求5所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述调压活塞(7)包括调压油缸和与所述调压油缸配合的细螺纹活塞杆(72)，细螺纹活塞杆(72)伸出调压油缸的一端设置有调压手轮(74)，调压油缸通过铆钉与第一固定螺母(73)连接，第一固定螺母(73)与细螺纹活塞杆(72)螺纹配合；所述供油活塞(8)包括供油油缸和与所述供油油缸配合的粗螺纹活塞杆(81)，粗螺纹活塞杆(81)伸出供油油缸的一端设置有供油手轮(82)，供油油缸通过铆钉与第二固定螺母和调压油缸连接，第二固定螺母与粗螺纹活塞杆(81)螺纹配合，粗螺纹活塞杆(81)的螺距不小于细螺纹活塞杆(72)螺距的三倍。
7.按照权利要求6所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述导管机构(9)包括分别与调压油缸、供油油缸和加压油缸(61)连通的主管(91)，主管(91)上安装有T形连接件(93)，T形连接件(93)通过分管(92)与传力油缸(5)连通，分管(92)上安装有第一阀门(94)，主管(91)与加压油缸(61)连接的一端安装有第二阀门(95)。
8.一种利用如权利要求7所述装置进行土压力传感器标定的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤五中，液压表管道(41)与测试皿(2)内部连通，加压油缸(6)会通过油液(613)进入液压表管道(41)将油液压力传递至液压表(4)。
...【技术特征摘要】
1.一种土压力传感器标定装置，其特征在于：包括用于放置土压力传感器(3)的测试皿(2)、用于固定土压力传感器(3)的拉马(1)以及均与测试皿(2)底部连通的液压表(4)和传力油缸(5)，传力油缸(5)通过导管机构(9)与加压活塞(6)、调压活塞(7)和供油活塞(8)连接；
2.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述台阶(23)上表面与土压力传感器(3)之间设置有橡胶圈(21)。
3.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述传输电缆(32)远离土压力传感器(3)的一端位于测试皿(2)外侧且其连接有用于显示土压力传感器(3)标定结果的显示控制器(31)。
4.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述传力油缸(5)和加压活塞(6)均通过铆钉(51)固定在底板(52)上，供油活塞(8)和调压活塞(7)通过第一托板(71)固定在底板(52)上。
5.按照权利要求1所述的一种土压力传感器标定装置，其特征在于：所述加压活塞(6)包括加压油缸(61)和与加压油缸(61)配合的加压活塞杆(62)和活塞头(63)，加压活塞杆(62)伸出加压油缸(61)的顶端安装有第二托板(64)，第二托板(64)顶部中心位置设置有砝码(66)，砝码(66)的顶部和底部分别设置有相嵌套匹配的凸块(661)和凹口(662)，第二托板(64)的顶部设置有与凹口(662)配合的凸起，活塞头(63)远离加压活塞杆(62)的一端与加压油缸(61)之间的填充有油液(613)，加压...
【专利技术属性】
技术研发人员：童占国，党涛，吴征，于永堂，王小勇，宋召军，何少华，梁谊，杨雷，马芳臣，杨文东，曹静远，
申请(专利权)人：陕西华山路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。