专利名称：高压差动电阻式位移计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种岩土工程所用的内埋式位移计，特别是一种差动电阻式位移计。
目前，在水电、矿山、铁道等行业的岩土工程中，均广泛使用内埋式差动电阻式位移计，尤其是大坝工程需用量很大。现有的差动电阻式位移计，国内外均有生产，如国外的美国Carlson公司、Rock test公司，日本共和电业株式会社，瑞士荷根堡(Huggenberger AG)及我国的南京电力自动化设备厂。产品结构如下
图1所示，这种结构的产品，由变形敏感元件1、密封壳体2和引出电缆3组成，其变形敏感元件1为差动式电阻臂结构，由于其结构上缺陷，则这类产品位移量最大均不大于50mm，且耐水压低。
瑞士Huggenberger AG及我国的南京电力自动化设备总厂还生产一种利用园锥作机械缩放原理的大量程差动电阻式位移计如下图2所示，它由圆锥形位移杆4、差动电阻元件R1、R2、R1′、R2′及密封外壳组成，它虽具有大的位移量，但其体积大，重量重，成本高，而且也不能在高水压环境中工作。上述这些产品，均已问世廿多年。这些产品，不管是国内的还是国外的，均只能耐水压0.5MPa。过高的水压将损坏波纹管，导致仪器失效，或加大了轴向压力而影响测量精度。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种耐水压高，位移量大，测量精度高的高压差动电阻式位移计。
本实用新型的技术解决方案一种高压差动电阻式位移计，其特征在于它由密封外壳、位移轴、导向管、活塞、差动电阻元件组成，密封外壳的后端密封连接有后接座，其前端内设有滑配连接的带有止水圈的活塞，密封外壳内的空腔充满中性油，导向管位于密封外壳内，其后端与后接座内端固连，其外端活动穿连在活塞的导向腔内，位移轴位于导向管内，其前端穿出活塞与活动连接件连接，在导向管外壁两侧和位移轴对应两侧外壁之间连有差动电阻元件，差动电阻元件通过后接座内的接线柱由引出电缆引出，后接座外端连有固定连接件。
本实用新型的优点1、采用压力平衡式原理，将传感器密封腔用活塞密封。腔内灌满中性油。密封腔内的油压将始终平衡变化着的传感器周围的水压。仪器内外压差近于零，仪器外壳及两端计量变形的法兰盘几乎不存在压差。传感器可在很高的水压环境中工作而不损坏。且测量结果仅代表结构变位，与周围水压无关，故测量精度高。
2、采用长轴在圆管内滑配构成差动测量构件，故位移量大，最大可达200mm。
3、本实用新型结构简单，体积小，重量轻，成本低，为系列产品，可适用于更宽的应用场合，如滑动位移测量、基础变位、建筑物裂缝以及作水下干分表用。
图1是现有差动电阻式位移计结构示意图；图2是现有大量程差动电阻式位移计结构示意图；图3是本实用新型结构示意图。
如图3，本实用新型由密封外壳5、位移轴6、导向管7、活塞8、差动电阻元件9组成，密封外壳5的后端密封连接有后接座10，其前端内设有滑配连接的带有止水圈的活塞8，密封外壳5内的空腔充满中性油，导向管7位于密封外壳5内，其后端与后接座10内端固连，其外端活动穿连在活塞8的导向腔11内，位移轴6位于导向管7内，其前端穿出活塞8与活动连接件12连接，在导向管7外壁两侧和位移轴6对应两侧外壁之间连有差动电阻元件9，差动电阻元件9通过后接座10内的接线柱19由引出电缆13引出，后接座10外端连有固定连接件14。
上述差动电阻元件9由两根弹簧15和两根电阻钢丝16构成，其中两弹簧15的一端通过连接柱17分别与位移轴6前、后端两侧外壁固定连接，两弹簧15的另一端分别通过瓷子与电阻钢丝16相连，两电阻钢丝16的另一端分别与固定在导向管7后、前端的玻璃绝缘子吊挂连接，对应位移轴6前、后端两侧外壁上的两连接柱17的位置在导向管7相应位置外壁处开有导向槽(导向槽的长度与位移计的量程相匹配)。
本实用新型在密封外壳5的前口连有防尘透水挡板18，其上开有透水孔(它只允许水通过，而防止泥沙进入)。本实用新型的活动连接件12可为万向铰连，也可为丝扣结构连接件，相应地，固定连接件14可为平面铰连，也可为压板。如对于做结构裂缝测量时，固定连接件14可采用压板，活动连接件12可采用丝扣结构的连接件。
本实用新型的工作过程如下(以内埋在土石坝内为例)此时固定连接件14可采用平面铰连，它固定在岩坡或混凝土边墙内，活动连接件12可采用万向铰连，该万向铰链再通过加长杆连接到土石坝内的被测点上，差动电阻元件的引出电缆13引至坝外侧站处，当大坝内的测点产生位移时，它拉动位移轴6作拉长或压缩的移动，而位移轴6的移动又带动差动电阻元件9移动，使其中一根电阻钢丝16的电阻增大，另一组电阻钢丝16的电阻减小，该电阻比例的变化值通过引出电缆13送至测站的仪表，测站通过测量电阻比的变化即可知道坝体的位移量。
本实用新型还可通过测差动电阻元件9的两根钢丝15的电阻之和，来确定测点的温度。
当坝体外水压增大时，密封外壳5内的中性油压力会随之自动增大，由于本实用新型采用活塞8结构，它与密封外壳5和位移轴6为滑配连接，故可自动跟随上述压力的变化，自动完成压力补偿，位移计内外压差很小，可以工作在很高的外水压环境中，保证仪器正常工作。
若密封壳体5内的中性油由于温度升高而膨胀，根据上述同样原理，会使活塞8向外移动，仍然保持位移计内外压力平衡。由于本实用新型具有测温性能，因此能给测点的位移进行温度补偿。
权利要求1.一种高压差动电阻式位移计，其特征在于它由密封外壳、位移轴、导向管、活塞、差动电阻元件组成，密封外壳的后端密封连接有后接座，其前端内设有滑配连接的带有止水圈的活塞，密封外壳内的空腔充满中性油，导向管位于密封外壳内，其后端与后接座内端固连，其外端活动穿连在活塞的导向腔内，位移轴位于导向管内，其前端穿出活塞与活动连接件连接，在导向管外壁两侧和位移轴对应两侧外壁之间连有差动电阻元件，差动电阻元件通过后接座内的接线柱由引出电缆引出，后接座外端连有固定连接件。
2.按权利要求1所述的高压差动电阻式位移计，其特征在于所述差动电阻元件由两根弹簧和两根电阻钢丝构成，其中两弹簧的一端通过连接柱分别与位移轴前、后端两侧外壁固定连接，两弹簧的另一端分别通过瓷子与电阻钢丝相连，两电阻钢丝的另一端分别与固定在导向管后、前端的玻璃绝缘子吊挂连接，对应位移轴前、后端两侧外壁上的两连接柱的位置在导向管相应位置外壁处开有导向槽。
3.按权利要求1所述的高压差动电阻式位移计，其特征在于在密封外壳的前口连有防尘透水挡板，其上开有透水孔。
4.按权利要求1所述的高压差动电阻式位移计，其特征在于所述活动连接件可为万向铰连，也可为丝扣结构连接件，相应地，固定连接件可为平面铰连，也可为压板。
专利摘要本实用新型涉及一种岩土工程所用的内埋式高压差动电阻式位移计,其密封外壳的后端密封连接有后接座,其前端内设有活塞,密封外壳内的空腔充满中性油,导向管位于密封外壳内,其后端与后接座内端固连,其外端活动穿连在活塞的导向腔内,位移轴位于导向管内,其前端穿出活塞与活动连接件连接,在导向管外壁两侧和位移轴对应两侧外壁之间连有差动电阻元件,差动电阻元件通过后接座内的接线柱由引出电缆引出,后接座外端连有固定连接件。
文档编号G01B7/02GK2315526SQ97243340
公开日1999年4月21日 申请日期1997年12月29日 优先权日1997年12月29日
发明者林世卿, 周士弘 申请人:林世卿, 周士弘