上述技术方案直接带来的技术效果是，操作步骤简单、控制简便，实验结果真实、准确，且直观。
[0058]综上所述，本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0059]1、结构简单、合理、实验结果真实准确、系统误差小；
[0060]2、本实用新型的三维相似模拟材料模拟试验位移测量装置具有自动读数，并进行覆岩运动过程的全记录功能；其数据的采集、传输与处理均同步进行，实现了对因回采过程中所引起的覆岩运动全方位的监测，较好地解决了现有技术中所存在的“突变点”监测不到的技术问题；
[0061]3、本实用新型的三维相似模拟材料模拟试验位移测量装置，其实验操作简单、不仅可以监测到覆岩下沉，还可以监测到覆岩抬升。
【附图说明】
[0062]图1为本实用新型的位移测量装置的结构示意图；
[0063]图2为本实用新型的微压力传感装置的剖视结构(放大)示意图；
[0064]图3为本实用新型的用于盛放相似模拟材料的框架结构部分结构示意图；
[0065]图4为本实用新型的相似模拟材料(模型)的层状结构示意图。
[0066]附图标记说明:1、储液箱，2、注液口及密封盖，3、透气孔，4、高压胶管，5、多通，6、微压力传感装置，7、数据传输线，8、采集仪，9、网线，10、计算机，11、压力变送器，12、壳体，
13、微压力传感器，14、储液腔，15、放气孔，21、底座，22、立柱，23、活动挡板，24、条状缺口，25、加强筋，31、底板，32、煤层，33、冒落带，34、裂隙带，35、弯曲下沉带。
【具体实施方式】
[0067]下面结合附图，对本实用新型进行详细说明。
[0068]如图1、图2所示，本实用新型的位移监测装置，其特征在于，包括储液箱1、高压胶管4、多通5、微压力传感装置6、采集仪8和计算机10 ;其中微压力传感装置6的数量为若干个，高压胶管4的数量与微压力传感装置6的数量相等，且一一对应(连接)。
[0069]上述储液箱的顶部两侧分别设置有一透气孔3和一注液口 2 ;
[0070]上述储液箱I的底部出液口的标高高于上述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分的顶部，并通过管道与上述多通5的进液口连接；
[0071]上述微压力传感装置6通过相应的高压胶管4连接在上述多通5的不同出液口上;
[0072]上述微压力传感装置6包括壳体12，上述壳体12内部左右两侧分别为压力变送器11和储液腔14 ；
[0073]上述储液腔14靠近压力变送器11的一侧的内壁上安装有一微压力传感器13，上述储液腔14的另一侧上方壁面上设置有一放气孔15 ;
[0074]上述放气孔15内抒入一封堵用螺栓；
[0075]上述微压力传感器13与上述压力变送器11通讯连接，上述压力变送器11通过上述数据线7与上述采集仪8通讯连接；上述采集仪8具有以太网接口，用于通过网线9与上述计算机10通讯连接；
[0076]上述储液箱的出液口位于上述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分顶部的上方。
[0077]上述储液腔内的液体优选为水、盐水、或者水银。
[0078]基于本实用新型的三维相似模拟材料模拟试验位移测量装置的工作原理，利用各种不同密度的液体，便于根据实验精度等级需要，或者微压力传感器的灵敏度等情况，进行液位差变化所致压力变化量的放大与缩小比例的灵活调整。这样，既便于操作，又可保证实验所需的精度要求。
[0079]上述高压胶管的额定耐压值优选为4MPa以上。
[0080]实际应用经验表明，在通常实验情况下，高压胶管所可能承受到的压力低于4MPa。选择高压胶管的额定耐压值为4MPa以上，可以有效保证正常实验所需，不会出现被压扁，进而影响实验精确性等问题的出现。
[0081]上述微压力传感装置的壳体材质优选为不锈钢304或工具钢。
[0082]由于微压力传感装置直接埋设在相似模拟材料的内部，其需要承受来自上方相似模拟材料的压力，选择不锈钢304或工具钢主要考虑的是，这两种材料均具有较高的硬度，并且均具有较好的加工性能。这样，可以在有限的加工成本基础上，尽可能提高微压力传感装置的壳体的刚度，确保实验过程中不会出现因为被压扁，进而导致装置失灵等问题的出现。
[0083]如图1至图4所示，上述的用于三维相似模拟材料模拟试验的位移测量装置在三维相似模拟材料模拟试验中的使用方法，其特征在于，位移监测装置与用于盛放相似模拟材料的框架结构部分配套使用；
[0084]所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分整体呈无上盖的箱体结构，包括矩形底座、分别竖直固定连接在底座四个顶角位置处的四根立柱和可拆卸连接的活动挡板；
[0085]所述箱体结构内部的相似模拟材料为层状结构，在竖直方向上依次分为若干层；
[0086]所述立柱为顶角朝外的角钢，所述角钢的两外侧面上均匀开设有若干螺孔；
[0087]所述活动挡板23数量为若干，每一活动挡板的两端均分别开设有若干通透孔，并通过螺栓固定连接在所述角钢的两外侧面上的不同层高位置；
[0088]每一活动挡板的侧面上都均匀开设有若干数量的条状缺口 24 ;
[0089]所述位移监测装置中的微压力传感装置6均匀埋设在各不同层的相似模拟材料内部，各数据线、各高压胶管分别从活动挡板23的侧面上的相应的条状缺口中穿出，与设置在所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分的外部的其余部件连接成一体；
[0090]所述储液箱I的出液口位于所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分顶部的上方；
[0091]所述使用方法包括以下步骤:
[0092]第一步，依次将各数据线和各高压胶管分别从各活动挡板侧面上的相应的条状缺口中穿出，在活动挡板的两侧依次完成位移监测装置的组装；
[0093]将储液箱I悬挂至一定高度，以使储液箱的出液口位于用于盛放相似模拟材料的框架结构部分顶部的上方位置；
[0094]向储液箱I内加入适量的液体，依次用螺丝刀打开各微压力传感装置6上的封堵螺栓待储液腔的放气口 15开始流出液体时，拧紧封堵螺栓；
[0095]第二步，自下而上，逐层安装活动挡板，并进行该层的相似模拟材料的铺设，同时将位移监测装置中的各微压力传感装置6均匀埋设在该层的相似模拟材料的内部，直至相似模拟材料全部铺设完毕；
[0096]第三步，待相似模拟材料固化至其性能指标达到回采所需条件后，将活动挡板全部拆除，并打开采集仪8和计算机10，利用计算机10对各微压力传感装置6进行调零，将各微压力传感装置6中的压力传感器的初始值调至O位置；
[0097]并根据实验所需检测的参数种类，进行采集仪的参数设置；
[0098]第四步，对相似模拟材料进行回采实验，对回采过程中各测点的位移情况进行实时监测与数据采集，直至试验回采完毕、并等待一定时间后，通过计算机10导出所需要的实验数据及图像。
[0099]如图3、图4所示，上述位移监测装置中的微压力传感装置6均匀埋设在各不同层的相似模拟材料内部，各数据线、各高压胶管分别从活动挡板的侧面上的相应的条状缺口中穿出，与设置在上述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分的外部的其余部件连接成一体。
[0100]上述活动挡板上均匀焊接有若干加强筋。
[0101]活动挡板上均匀焊接有若干加强筋也是基于在保证其强度的基础上，尽可能降低主要零部件的制作成本的考虑。
[0102]上述相似模拟材料(模型)的层数为五层，自下而上依次为底板31、煤层32、冒落带33、裂隙带34和弯曲下沉带35 ;各微压力传感装置6均匀埋设在各层的相似模拟材料的内部。
【主权项】
1.一种用于三维相似模拟材料模拟试验的位移监测装置，其特征在于，包括储液箱、高压胶管、多通、微压力传感装置、采集仪和计算机； 所述储液箱的顶部两侧分别设置有一透气孔和一注液口； 所述储液箱的底部出液口的标高高于所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分的顶部，并通过管道与所述多通的进液口连接； 所述微压力传感装置数量为若干，每个微压力传感装置的进液管口分别通过相应的高压胶管连接在所述多通的不同出液口上； 所述微压力传感装置包括壳体，所述壳体内部左右两侧分别为压力变送器和储液腔； 所述储液腔与所述进液管口贯通； 所述储液腔靠近压力变送器的一侧的内壁上安装有一微压力传感器，所述储液腔的另一侧上方壁面上设置有一放气孔； 所述放气孔内拧入一封堵用螺栓； 所述微压力传感器与所述压力变送器通讯连接，所述压力变送器通过所述数据线与所述采集仪通讯连接； 所述采集仪具有以太网接口，用于通过网线与所述计算机通讯连接。
2.根据权利要求1所述的用于三维相似模拟材料模拟试验的位移监测装置，所述储液腔内的液体为水、盐水或者水银。
3.根据权利要求1所述的用于三维相似模拟材料模拟试验的位移监测装置，所述高压胶管的额定耐压值为4MPa以上。
4.根据权利要求1所述的用于三维相似模拟材料模拟试验的位移监测装置，所述微压力传感装置的壳体材质为不锈钢304或工具钢。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于三维相似模拟材料模拟试验的位移监测装置，其主要结构为采用带储液腔结构形式的微压力传感装置，使用时，采用将微压力传感装置直接埋设在相似模拟材料内部、将微压力传感装置分别与储液箱、采集仪和计算机连接，巧妙地将相似模拟材料内部局部位移监测的复杂的问题转化成简单的压力信号检测与输出，使得本实用新型具有结构简单、合理、实验结果真实准确、系统误差小；其具有自动读数和全程记录功能，较好地解决了现有技术中所存在的“突变点”监测不到，以及现有技术中存在的只能监测到覆岩下沉，而无法监测到覆岩抬升所致的模拟实验结果不全面、不真实、不准确的技术问题。
【IPC分类】G01B13-02
【公开号】CN204329912
【申请号】CN201420831934
【发明人】郭惟嘉, 江宁, 孙熙震, 李杨杨, 王海龙, 张保良, 张新国, 陈少杰, 陈军涛, 张士川, 路畅, 赵金海
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月24日