专利名称：一种振弦式孔隙水压力传感器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测定岩土体内孔隙液体压力大小的振弦式 孔隙水压力传感器装置。
背景技术：
目前，测定液体的压力大小的方法主要有如下几种 一是采用比 重较大的液体(如水银)，二是采用机械式压力表，再者采用各种压 力传感器。前两种测定液体压力的方法由于结构简单，反映的数值直 观，对于室内和野外能够直接与被测液体接触的条件下的液体压力测 定比较合适，而对埋深较大、环境条件恶劣或者多孔隙介质内部液体 压力的测定就较困难；压力传感器则一般由敏感元件、转换元件、和
转换电路三部分组成，结构相对较复杂，但是，由于压力传感器量测 到的压力信息可以通过转换元件输出，敏感元件就可以被安设到较复 杂的环境条件下进行压力测定，因此，其应用范围越来越广泛。目前， 压力传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、资源调査、海洋探测、 医学诊断、生物工程、文物保护等领域。目前在监测部门用于测压的 压力传感器主要有电阻应变式压力传感器(以硅压阻为主)、压电式压 力传感器(以石英晶体式为主)及振弦式压力传感器。第一种传感器在
大量程范围内灵敏度低，且在高温下稳定性难以保证；第二种传感器
虽然测试精度高，但电路复杂，价格昂贵，并且尺寸较大。而振弦式 压力传感器具有体积小、稳定性好、耐高温、价格低廉、精度高、抗 干扰能力强等优点，并且其信号可直接长距离传输，测量电路可以放 置在地面而被广泛应用于监测部门的压力监测中。
振弦式压力传感器由于结构简单、性能稳定，被广泛地应用到岩 土工程中，用于测量和监测岩土体内孔隙水的压力大小。
国内外用于测量和监测岩土体内孔隙的水压力大小的振弦式压 力传感器的发展和更新速度都较快，但其更新和变化主要集中在探头 材料，以及数据采集系统方面，探头材料由原先的普通钢材发展到铜、 不锈钢、合金等满足特定要求的材料，数据采集系统除了二次仪表的 智能化发展外，还在探头自动识别、数据自动采集等方面进行了较大 的改进。但是在探头自身方面除外形和尺寸上有一定的差别，在探头 及附件结构上，特别是在膜片外部保护膜片并使液体压力传给膜片的 前盖空腔等附件没有大的改进， 一般都是前盖空腔下设有几个进水 孔，再在前盖空腔下接一带孔的透水石，在探头埋设前将前盖空腔内 充满水，排除空气，并将透水石完全饱和。但是这种结构的探头附件 是前盖空腔处在探头的下部，而前盖空腔下部又设有进水孔，探头饱 和后要保持透水石和前盖空腔内的水不流失，必须采取额外的措施， 如在探头外再套一装满水的塑料袋。但是，在探头埋设过程中，若操 作不小心，很容易造成空腔内的水溢出而进入空气，以及透水石饱和 度无法保证的现象发生，导致探头监测到的水压力滞后或不准确，而 这一问题一直未得到解决。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种振弦式孔隙水压力传感器，它能解 决探头前盖空腔进气和透水石饱和度难以保证的问题，保证测试结果 的准确性，提高工作效率。
本实用新型的目的是这样实现的其特征是该装置由探头(13)、
上部套环(8)、环形透水石(6)、空心圆锥形前盖空腔锥体组成，可 以拆卸的带出水口的上部套环(8)安装在探头(13)的上部，环形 透水石(6)安装在探头的中部，带进水孔的空心圆锥形前盖空腔锥 体(1)安装在探头的下部。
空心圆锥形前盖空腔锥体(1)的上沿有进水孔，且进水孔的顶 部入口在拼装完成后要高于探头的膜片底部5 8mm。
环形透水石(6)安装在探头的中部，其内径与探头外壁直径相同。
上部套环(8)的下沿有出水孔，安装好后，出水孔紧贴环形透 水石的上部。
在探头埋设前，先将空心圆锥形前盖空腔锥体内充满水，安装好， 再将环形透水石套在探头上，然后再将上部套环安装好，上部套环内 装满水。这样在探头的埋设过程中就可以保证空心圆锥形前盖空腔内 始终处于充水状态，不会造成空腔内的水体流失而形成夹气泡的现 象，也可以保证环形透水石的饱和度，环形透水石和空心圆锥形空腔 的加工和安装方便快捷，不需要改变探头的内部结构，所以结构简单， 对试验操作方法也无特殊的要求，操作方法简单易行。
图1是振弦式孔隙水压力传感器装置整体图
图2是空心圆锥形前盖空腔锥体结构图
图3是环形透水石结构图
图4是上部套环结构图
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说
明。如图l所示空心圆锥形前盖空腔锥体(1)、空心圆锥形前盖空
腔上沿(2)、空心圆锥形前盖空腔螺纹(3)、空心圆锥形前盖空腔进 水孔(4)、探头下部螺纹(5)、环形透水石(6)、探头卜.部螺纹(7)、 上部套环(8)、上部套环下沿(9)、上部套环螺纹(10)、上部套环 出水口 (11)、穿线孔(12)、探头(13)、振弦上固定板(14)、膜片 (15)、电缆线(16)。
图1是振弦式孔隙水压力传感器装置整体图，由于本实用新型只 对振弦式孔隙水压力传感器的外部结构和附件进行改进，不涉及探头 内部结构，所以，图中未绘制探头内部结构部分，只绘制了探头的简 图。
在安装探头附件之前，先按要求将环形透水石(6)通过煮沸或 抽真空饱和好，放在适宜的盛水容器中备用。然后将探头及附件都放 入一便于人工操作安装探头附件的盛水容器中，水面以满足安装探头 附件时能够保证淹没探头及附件为宜，以便在安装探头附件的过程中 没有气泡进入探头空心圆锥形前盖空腔锥体(1)和环形透水石(6)
内。
探头及附件的安装过程如下先将探头的电缆线(16)穿过上部 套环(8)及穿线孔(12)，再将上部套环(8)通过上部套环螺纹(10)
和探头上部螺纹(7)与探头连接好，再将环形透水石(6)套在探头 (13)上，然后将空心圆锥形前盖空腔锥体(1)通过前盖空腔螺纹 (3)和探头下部螺纹(5)与探头连接好即可。在探头埋设前，先将 已安装好探头附件的探头完全淹没在盛水容器内，在将探头从盛水容 器内取出时，将上部套环(8)与振弦上固定板(14)形成的容器内 盛满水。然后即可按照常规的探头埋设方法进行探头的埋设，因为探 头上部套环(8)与振弦上固定板(14)形成的容器内有水，在探头 下放过程中就可以保证环形透水石(6)和空心圆锥形前盖空腔锥体 (1)内始终有水，而且不会出现空心圆锥形前盖空腔锥体(1)与膜 片(15)之间腔体内水溢出的情况。
本实用新型的有益效果是本实用新型振弦式孔隙水压力传感器 可有效避免振弦式孔隙水压力传感器前盖空腔和透水石内在探头埋 设过程中进入空气，使孔压监测结果更可靠，结构简单，操作方便。
权利要求1. 一种振弦式孔隙水压力传感器装置，其特征是该装置由探头(13)、上部套环(8)、环形透水石(6)、空心圆锥形前盖空腔锥体组成，可以拆卸的带出水口的上部套环(8)安装在探头(13)的上部，环形透水石(6)安装在探头的中部，带进水孔的空心圆锥形前盖空腔锥体(1)安装在探头的下部。
2. 根据权利1要求所述的一种振弦式孔隙水压力传感器装置， 其特征是空心圆锥形前盖空腔锥体(1)的上沿有进水孔，且进水孔 的顶部入口在拼装完成后要高于探头的膜片底部5 8mm。
3. 根据权利要求1所述的一种振弦式孔隙水压力传感器装置， 其特征是环形透水石(6)安装在探头的中部，其内径与探头外壁直 径相同。
4. 根据权利要求1所述的一种振弦式孔隙水压力传感器装置， 其特征是上部套环(8)的下沿有出水孔，安装好后，出水孔紧贴环 形透水石的上部。
专利摘要一种测定岩土体内液体压力的振弦式孔隙水压力传感器装置，该实用新型是由可以拆卸的探头、上部套环、环形透水石、空心圆锥形前盖空腔锥体组成，空心圆锥形前盖空腔上沿设有进水孔，可以保证前盖空腔内的水不会溢出，环形透水石安装在探头的中部，上部套环的下沿有出水孔，在探头埋设过程中在上部套环内装满水，可以保证环形透水石始终保持饱和状态，这样就避免了探头在埋设过程中探头前盖空腔内进入空气和透水石饱和度难以保持的情况出现。
文档编号G01L7/02GK201203493SQ200820066240
公开日2009年3月4日 申请日期2008年3月27日 优先权日2008年3月27日
发明者孔令伟, 郭爱国 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所