基于温度传感器的空心包体应力计的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及基于温度传感器的空心包体应力计的试验装置，可有效解决地应力测量精确问题，采用温度传感器作温度补偿，可以弥补由温度变化引起的测量误差，其结构是，外壳是玻璃钢材料，包括壳体和栓塞两部分，壳体内表面套有内层PVC塑料管，内层PVC管外表面粘贴有电阻应变片，电阻应变片的外面被环氧树脂包围，采用外层表面由4个小圆孔的PVC管浇注；壳体的凹槽处有温度传感器DS18B20，外部连接有单片机控制的外围电路显示模块，本实用新型专利技术装置结构新颖、成本较低，可以在矿山施工现场对地应力进行准确测量，防止工程施工中由于原岩应力而引起的安全事故，对矿山支护设计也能提供可靠帮助。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及基于温度传感器的空心包体应力计的试验装置，可有效解决地应力测量精确问题，采用温度传感器作温度补偿，可以弥补由温度变化引起的测量误差，其结构是，外壳是玻璃钢材料，包括壳体和栓塞两部分，壳体内表面套有内层PVC塑料管，内层PVC管外表面粘贴有电阻应变片，电阻应变片的外面被环氧树脂包围，采用外层表面由4个小圆孔的PVC管浇注；壳体的凹槽处有温度传感器DS18B20，外部连接有单片机控制的外围电路显示模块，本技术装置结构新颖、成本较低，可以在矿山施工现场对地应力进行准确测量，防止工程施工中由于原岩应力而引起的安全事故，对矿山支护设计也能提供可靠帮助。【专利说明】基于温度传感器的空心包体应力计的试验装置
本技术涉及一种地应力测试装置，特别是一种基于温度传感器空心包体应力计的试验装置。
技术介绍
地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，它能引起采矿工程中围岩和支护的变形与破坏、产生矿井动力现象，不考虑地应力的影响进行施工，则矿井生产不能正常进行，并经常引起严重事故。因此，准确的地应力测量是安全生产所不可缺少的。目前地应力测量最广泛的还是应用基于套孔应力解除法的空心包体应力计，它是70年代中期由澳大利亚学者沃罗特尼基(G.Worotnicki)和沃尔顿(R.Wlton)技术的，我国现在应用较广泛的KX-81型空心包体应变计是在其基础上研制出来的，其主体为用环氧树脂制成的空心圆筒,外径为36mm,内径为30mm,在其中间层直径32mm处,沿同一圆周等距离嵌埋着3组电阻应变花，每组应变花由4支应变片组成，互相间隔45度。它的外壳是由铝合金制成的，由于铝合金在生产铸造过程中容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等问题，价格相对也昂贵，又由于材料本身硬度超强，空心包体应力计的外壳结构又比较复杂，在数控车床上加工不易，因此对加工工艺要求比较高。它是使用电阻应变片作为传感元件，因此它会因温度变化而引起测量误差，致使仪器测量精度低。此外，由于空心包体应力计本身构造复杂和电阻应变片比较小、引线易折断等特点，这就决定了其制造过程中应变片粘贴、环氧树脂的浇注等加工工艺的复杂性。因此，应用机械制造、电路理论等学科的相关知识，开发出一种外壳材料价格便宜、加工容易，温度补偿效果好、测量精度高的地应力测试系统，找到一种制造工艺简单可行的制造方法势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本技术之目的就是提供一种基于温度传感器的空心包体应力计的试验装置，可有效解决温度变化引起的误差，外壳结构加工不易，制作工艺复杂的问题，提高测量的精度。本技术解决的技术方案是，包括外壳结构、电阻应变片、温度传感器、PVC塑料管、环氧树脂。所述的外壳结构是有玻璃钢材料在数控车床上加工而成的，外壳结构包括壳体(如图2所示)和栓塞(如图3所示)两部分，其中壳体尾部有导线电缆出口 10和螺栓销钉1、密封圈9，前端有外套圆环13，壳体表面3套有内层PVC塑料管6，内层PVC管子外表面贴有电阻应变片4，电阻应变片4的外面被环氧树脂7包围着，电阻应变片4的引线通过电缆线出口 2引出来，壳体的凹槽处有温度传感器11，栓塞前端有密封圈9，内腔尾部有定位孔12、前端有胶结剂流出孔8。此外，还有浇注环氧树脂用的外层PVC塑料管(如图6所示)，其表面有4个小圆孔。本技术测量精度高、效果好，能为矿山、铁道、水利水电、土木建筑及其他大型地下或露天工程的设计和施工提供比较准确可靠的地应力资料，在经济和有效的前提下，对于推动工程施工中的安全生产具有重大作用。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的结构图。图2为本技术的壳体图。图3为本技术的栓塞图。图4为本技术的温度传感器连接示意图。图5为本技术的内层PVC塑料管。图6为本技术的外层PVC塑料管。图7为本技术的外套圆环。图8为本技术的内腔横截面。图9为本技术的电阻应变片连接不意图。以下结合附图对本技术的【具体实施方式】作以详细描述。如图1所示，本技术包括外壳结构、电阻应变片、温度传感器、PVC塑料管、环氧树脂。所述的外壳结构是有玻璃钢材料在数控车床上加工而成的，外壳结构包括壳体和栓塞两部分，其中壳体尾部有导线电缆出口 10和螺栓销钉1、密封圈9，前端有外套圆环13，壳体内表面3套有内层PVC塑料管6，内层PVC管子外表面贴有电阻应变片4，电阻应变片4的外面被环氧树脂7包围着，电阻应变片4的引线通过电缆线出口 2引出来，壳体的凹槽处有温度传感器11，栓塞前端有密封圈9，内腔尾部有定位孔12、前端有胶结剂流出孔8 ;此外还有浇注环氧树脂用的外层PVC塑料管，其表面有4个小圆孔。所说的温度传感器11，所用的是温度传感器DS18B20，它有3个管脚，分别为接地端GND、数字信号输入端DQ、供电电源输入端VCC，三根电缆引线分别接三个管脚，引出端分别接5v电源、接地、接数字信号输入口，它由单片机控制的外围电路显示模块。所述的外壳结构是由玻璃钢材料在数控车床上加工而成的，壳体尾部有导线电缆出口 10和螺栓销钉1、密封圈9，内层PVC管子外表面贴有电阻应变片4，电阻应变片4的外面被环氧树脂7包围着，电阻应变片4的引线通过电缆线出口 2引出来，栓塞前端有密封圈9，内腔尾部有定位孔12、前端有胶结剂流出孔8。所述的内层PVC塑料管6，它是由聚氯乙烯树脂制成的管子，内径为29mm，外径为32mm,长度为 94mm。所述的外套圆环13，它亦是由聚氯乙烯树脂制成的圆环，内径为32mm，外径为36mm,长度为2mm。所说的外层PVC塑料管，它也是有聚氯乙烯树脂制成的圆环，内径为36mm，外径为40mm,长度为94mm,外表面有4个直径3mm的小圆孔。由上述可以看出，本技术的外壳结构是由玻璃钢材料在数控车床上按照一定的结构形状和尺寸加工而成的，包括壳体和栓塞两部分。外壳结构加工好以后，壳体的外表面上套有内层PVC塑料管6，它是由聚氯乙烯树脂制成的管子，它的尺寸是内径为29mm，外径为32mm，长度为94mm，内层PVC塑料管6表面贴有3组应变花，电阻应变片的连线结构如图5所示，电阻应变片的外面被厚约2mm的环氧树脂环绕着，壳体前部有外套圆环13挡着，防止环氧树脂胶流出，它亦是由聚氯乙烯树脂制成的圆环，它的尺寸是内径为32mm，夕卜径为36mm，长度为2mm，在壳体的凹槽内安置有11温度传感器DS18B20，它的3个管脚分别接5v电源，接地，接数字信号输入口，外部连接有单片机控制的显示装置，它的连线示意如图4所示，壳体凹槽内有16个直径1_的小孔2，电阻应变片的13根引线和温度传感器的3根引线可通过小孔2引出，栓塞前端和壳体尾部安有密封圈9，可以防止使用过程中胶结剂的流出和水分进入仪器内，栓塞尾部和壳体前端有直径2_小孔8，可以准确定位壳体和栓塞的位置关系。所用的外层PVC塑料管，它也是有聚氯乙烯树脂制成的空心圆环，内径为36mm,外径为40mm,长度为94mm,外表面有4个直径3mm的小圆孔，如图6所不，是为了快速、精确地向腔体内注入环氧树脂，提高了加工的加工工艺。本技术装置结构新颖、外观独特，是在传统空心包体应力计的基础上，进一步发展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于温度传感器的空心包体应力计的试验装置，包括外壳结构、电阻应变片、温度传感器、PVC塑料管、环氧树脂；所述的外壳结构是有玻璃钢材料在数控车床上加工而成的，外壳结构包括壳体和栓塞两部分，其中壳体尾部有导线电缆出口（10）和螺栓销钉（1）、密封圈（9），前端有外套圆环（13），壳体内表面3套有内层PVC塑料管（6），内层PVC管子外表面贴有电阻应变片（4），电阻应变片（4）的外面被环氧树脂（7）包围着，电阻应变片（4）的引线通过电缆线出口（2）引出来，壳体的凹槽处有温度传感器（11），栓塞前端有密封圈（9），内腔尾部有定位孔（12）、前端有胶结剂流出孔（8）；此外还有浇注环氧树脂用的外层PVC塑料管，其表面有4个小圆孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少伟，樊克松，张荣花，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：