专利名称：土层阻力电测传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电测传感器，尤其是一种用于在工程地质勘测中对地质土层阻力进行动态测量的土层阻力电测传感器。
背景技术：
在对地质土层阻力进行原检测试的动力触探和标准贯入等工程地质勘察实验中，通常采用自由重力落锤击打探杆，从而将动探锥头或贯入器打入土层，根据锤击数及打入土层的深度来定性地分析判断土层的性质。由于上述工作所得到的测试结果，受操作者的主观臆断等人为因素影响，故其可靠性较差，无法得到精确的土质指标。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种测量数值准确的土层阻力电测传感器。
为达到上述目的，本实用新型土层阻力电测传感器包括自由落锤导杆、锤承件及与探杆下端连接的探头，在与锤承件配合的锤承座下端沿探杆轴向依次设有插接在衬套内腔的顶柱、垫块、压电传感元件，衬套的外壁套接有锥套，该锥套与锤承座连接；在所述衬套的外壁下端与连接套的一端连接，阶梯状的柱套与连接套另一端的内壁连接，该柱套的顶端与连接套内壁凸台之间安装有支承板，另一压电传感元件与支承板连接；柱套的末端通过锁接头与探杆连接。
采用上述标准贯入电测结构，在进行标准贯入电测时落锤产生的锤击力依次传递至两个压电传感元件，直接转换为与锤击力成正比和与加速度成正比的电信号，并输送到测量仪和记录仪，得出锤击力的量值、瞬间加速度值和各自的变化曲线。
作为本实用新型的进一步改进，在探头与探杆之间沿探杆的轴向下端通过锁接头与阶梯状柱套一端连接，该柱套的另一端与连接套的内壁连接，支承板安装在连接套内壁凸台与柱套之间，压电传感元件与支承板连接；连接套的另一端内壁插接有衬套，该衬套的内腔依次安装有压电传感元件、垫块及与探头末端内壁接触的顶柱，探头与套接在衬套外壁的锥套末端连接。采用这种动力触探电测结构，进行动力触探电测时在承受锤击的同时，土层阻力传递至探头与探杆之间的两个压电传感元件，并直接转换为土层阻力和加速度成正比的电信号输送至测量仪和记录仪，得出土层阻力和加速度的数值和变化曲线。
本实用新型的优点是结构紧凑、数值测量准确、实现了对地质土层的动态测试。符合GB50021-2001相关规定，能够较好地避免复杂地质环境和温度变化对测试工作的影响，性能稳定可靠；由于采用整体封闭结构，防水防潮性好。
图1为本实用新型土层阻力电测传感器进行标准贯入工作的结构示意图。
图2为本实用新型土层阻力电测传感器进行动力触探测试时的结构示意图。
具体实施方式
如图1示，本实用新型土层阻力电测传感器包括自由落锤导杆11、锤承件10及与探杆14下端连接的标准贯入器的探头1，在与锤承件10配合的锤承座9下端沿探杆14轴向依次设有插接在衬套6内腔的顶柱8、垫块5、压电传感元件2，衬套6的外壁套接有锥套7，该锥套7与锤承座9内壁螺纹连接；在所述衬套6的外壁下端与连接套4的一端螺纹连接，阶梯状的柱套12与连接套4另一端的内壁螺纹连接，该柱套12的顶端与连接套4内壁凸台之间安装有支承板3，另一压电传感元件2与支承板3螺纹连接；柱套12的末端通过锁接头13与探杆14连接。
在进行标准贯入电测时，自由落锤经自由落锤导杆11击打锤承件10，作用力经锤承座9、顶柱8、垫块5传递至压电传感元件2并直接转换为与锤击力成正比的电信号经电缆输送至测量仪和记录仪，得到锤击力的量值和变化曲线；同时作用力再经衬套6、连接套4、支承板3传递至柱套12内的压电传感元件2并直接转换为与加速度成正比的电信号，经电缆输送至测量仪和记录仪，得到瞬间加速度的数值和变化曲线。
如图2示，上述标准贯入电测结构的基础上，在探头1与探杆14之间沿探杆14的轴向下端通过锁接头13与阶梯状柱套12一端连接，该柱套12的另一端与连接套4的内壁螺纹连接，支承板3安装在连接套4内壁凸台与柱套12之间，压电传感元件2与支承板3螺纹连接；连接套4的另一端内壁螺纹连接有衬套6，该衬套6的内腔依次安装有压电传感元件2、垫块5及与探头1末端内壁接触的顶柱8，探头1与套接在衬套6外壁的锥套7的末端螺纹连接。
在进行动力触探电测时，上部受锤击的瞬间，土层阻力经探头1、顶柱8、垫块5传递至下部压电传感元件2，并直接转换为土层阻力成正比的电信号，经信号电缆输送至测量仪和记录仪，得到土层阻力值和变化曲线；同时土层阻力再经衬套6、连接套4、支承板3传递至柱套12内的压电传感元件2，并直接转换为与加速度成正比的电信号，经信号电缆输送至测量仪和记录仪，得出瞬间加速度值和变化曲线。与此同时上部锤击力通过锤承件10、锤承座9、顶柱8、垫块5传递至压电传感元件2，并直接转换为与锤击力成正比的电信号经电缆输送至测量仪和记录仪，得到锤击力的量值和变化曲线；再经衬套6、连接套4、支承板3传递至柱套12内的压电传感元件2并直接转换为与加速度成正比的电信号，经电缆输送至测量仪和记录仪，测出瞬间加速度的数值和变化曲线。
使用时可根据工程勘察的具体情况和要求，也可单独使用探头与探杆之间的电测结构，测量探头所受土层阻力和瞬间加速度的数值。此时与探杆相连的锁接头直接与锥承座相连。
本实用新型具有结构紧凑、数值测量准确、性能稳定可靠、防水防潮性好等特点。实现了对地质土层的动态测试；可完成复杂地质环境下的连续测试工作。
权利要求1.一种土层阻力电测传感器，包括自由落锤导杆(11)、锤承件(10)及与探杆(14)下端连接的探头(1)，其特征是在与锤承件(10)配合的锤承座(9)下端沿探杆(14)轴向依次设有插接在衬套(6)内腔的顶柱(8)、垫块(5)、压电传感元件(2)，衬套(6)的外壁套接有锥套(7)，该锥套(7)与锤承座(9)连接；在所述衬套(6)的外壁下端与连接套(4)的一端连接，阶梯状的柱套(12)与连接套(4)另一端的内壁连接，该柱套(12)的顶端与连接套(4)内壁凸台之间安装有支承板(3)，另一压电传感元件(2)与支承板(3)连接；柱套(12)的末端通过锁接头(13)与探杆(14)连接。
2.根据权利要求1所述的土层阻力电测传感器，其特征是在探头(1)与探杆(14)之间沿探杆(14)的轴向下端通过锁接头(13)与阶梯状柱套(12)一端连接，该柱套(12)的另一端与连接套(4)的内壁连接，支承板(3)安装在连接套(4)内壁凸台与柱套(12)之间，压电传感元件(2)与支承板(3)连接；连接套(4)的另一端内壁连接有衬套(6)，该衬套(6)的内腔依次安装有压电传感元件(2)、垫块(5)及与探头(1)末端内壁接触的顶柱(8)，探头(1)与套接在衬套(6)外壁的锥套(7)末端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种对地质土层阻力进行动态测量的土层阻力电测传感器。它包括自由落锤导杆、锤承件及与探杆下端连接的探头，在与锤承件配合的锤承座下端沿探杆轴向依次设有插接在衬套内腔的顶柱、垫块、压电传感元件，衬套的外壁套接有锥套，该锥套与锤承座连接；在所述衬套的外壁下端与连接套的一端连接，阶梯状的柱套与连接套另一端的内壁连接，该柱套的顶端与连接套内壁凸台之间安装有支承板，另一压电传感元件与支承板连接；柱套的末端通过锁接头与探杆连接。本实用新型具有测量数值准确、性能稳定可靠等特点。实现了在工程地质勘测中对地质土层的动态测试、同时又可完成在复杂地质环境下的连续测试工作。
文档编号G01N27/00GK2599574SQ0321165
公开日2004年1月14日 申请日期2003年3月1日 优先权日2003年3月1日
发明者柳顺雅 申请人:柳顺雅