应体I一体成型。柱形弹性感应体I具体可采用橡胶和塑料等弹性材料。
[0042]柱形弹性感应体I增设提高抗压模量的结构，该结构的具体结构为:
[0043](I)采用内筋，内筋布置于柱形弹性感应体的内部，通过改变内筋的形状、尺寸和密集度，改变柱形弹性感应体的抗压模量；
[0044](2)采用环向箍筋，在柱形弹性感应体I的侧表面中部安装一道或多道环向箍筋Ilo其中，箍筋11具体安装于电阻应变片2的上侧或下侧，且箍筋11与电阻应变片2不接触。箍筋11不仅可起到增加柱形弹性感应体I的抗压模量，且由于箍筋11向外凸起，可起到保护电阻应变片2的作用。
[0045]电阻应变片2环绕黏贴于柱形弹性感应体I的中部，应变片引线3 —端连接至电阻应变片2，应变片引线3的另一端连接至电阻应变仪，用于将电阻应变片2的电阻变化转换为应变变化，并传送至数据记录设备。
[0046]外壳包裹于柱形弹性感应体I的外周，用于对贴片后的柱形弹性感应体进行隔离保护，保护柱形弹性感应体I的变形不收约束，消除或降低周围土体对电阻应变片的侧向应力。
[0047]本实用新型土压力传感器的工作过程为:
[0048]I)根据待检对象抗压模量等级要求，确定柱形弹性感应体弹性基材料，柱形弹性感应体增设相应的提高抗压模量的结构，制造相应的柱形弹性感应体；
[0049]2)在柱形弹性感应体I的中部黏贴电阻应变片2，并加装外壳；
[0050]3)对该土压力传感器进行压力一环向应变标定，获得标定压力-环向应变对应关系，标定结果用标定数据记录设备记录；
[0051]4)将该土压力传感器整体敷设于待检对象的具体位置，通过土压力传感器上电阻应变片分别测定当前土压力传感器在工作荷载和试验荷载作用下的动态应变曲线或静态应变值，并根据该土压力传感器的标定压力-环向应变对应关系，得到土压力传感器的动态压力曲线或静态压力值，从而得到待检对象的动态压力值或静态压力值。
[0052]实施例2
[0053]实施例2的土压力传感器的结构与组成与实施例1的土压力传感器的结构组成基本相同，区别特征在于:
[0054]外壳采用软外壳4。参见图3，软外壳4包裹于柱形弹性感应体I的外周，并与柱形弹性感应体I的外表面紧密贴合，软外壳4的弹性模量远小于柱形弹性感应体弹性基材料的弹性模量，受压时，软外壳形变与柱形弹性感应体的形变一致，不对柱形弹性感应体I和电阻应变片2的形变产生影响。
[0055]实施例3
[0056]实施例3的土压力传感器的结构与组成与实施例1的土压力传感器的结构组成基本相同，区别特征在于:
[0057]外壳米用硬外壳。参见图4和图5，硬外壳米用中空圆柱筒体，并在硬外壳的侧壳体与柱形弹性感应体I的侧壁之间形成保护空腔7，作用为避免柱形弹性感应体和电阻应变片受侧向约束，提高观测精度。保护空腔的上下两端用柔性材料10填塞，防止不必要的材料入侵。
[0058]硬外壳采用可伸缩结构，硬外壳的具体结构为:
[0059]包括外壳凸部5和外壳凹部6，外壳凹部6和外壳凸部5分别设置于硬外壳侧壳体的上端和下端，并通过连接件9与柱形弹性感应体I的上端和下端连接，外壳凹部6底端设置有可伸缩凹槽内腔7，外壳凸部5通过插接的方式安装于凹槽内腔7中。
[0060]实施例4
[0061]实施例4的土压力传感器的结构与组成与实施例1的土压力传感器的结构组成基本相同，区别特征在于:
[0062]参见图6，内筋采用竖筋13，竖筋13呈一层或多层等弧距分布于柱形弹性感应体I的内部，且环状竖筋所围环与柱形弹性感应体I的母线同轴，其中柱形弹性感应体I的母线为柱形弹性感应体的中心轴线。
[0063]实施例5
[0064]实施例5的土压力传感器的结构与组成与实施例1的土压力传感器的结构组成基本相同，区别特征在于:
[0065]参见图7和图8，内筋采用螺旋体14或环筋15，螺旋体14或环筋15布设于柱形弹性感应体I的内部，并与柱形弹性感应体I同轴，螺旋体14或环筋15的圆环直径小于柱形弹性感应体I的直径。
[0066]实施例6
[0067]实施例6的土压力传感器的结构与组成与实施例1的土压力传感器的结构组成基本相同，区别特征在于:
[0068]参见图9，内筋采用纤维网12，纤维网12环向布设于柱形弹性感应体I的内部，并与柱形弹性感应体I同轴，纤维网12插入柱形弹性感应体的非线弹性体中，将非线弹性体的基材料融化并与纤维网12浇筑成一体。
[0069]内筋可采用实施例4-6三种结构的任一种或多种组合，采用多种内筋结构进行组合时，内筋结构作为骨架，将内筋与柱形弹性感应体弹性基材料融为一体，形成具有不同抗压模量的压力传感器。
[0070]为增加柱形弹性感应体的抗压模量变化幅度，可对柱形弹性感应体弹性基材料结构进行物理拼接，如同心环形、同心扇形结构，以物理拼接的柱形弹性感应体的抗压模量符合工作要求即可；
[0071]为增加柱形弹性感应体的抗压模量，也可将不同抗压模量的基材料按比例融合在一起，形成介于掺配基材料中间的抗压模量的“新”基材料，以“新”基材料制作感应体或作为感应体基材料加筋制作感应体。
【主权项】
1.柱形体环向应变土压力传感器，该土压力传感器包括柱形弹性感应体、电阻应变片、应变片引线和外壳，电阻应变片环绕黏贴于柱形弹性感应体的中部，应变片引线一端连接至电阻应变片，应变片引线的另一端连接至电阻应变仪，外壳包裹于柱形弹性感应体的外周，其特征在于:所述柱形弹性感应体采用由弹性基材料构成的柱形弹性实体，柱形弹性感应体增设提高抗压模量的结构，该结构与柱形弹性感应体一体成型，该结构包括内筋和箍筋，内筋布置于柱形弹性感应体的内部，箍筋环向安装于电阻应变片的上侧或下侧柱形弹性感应体的侧表面。2.根据权利要求1所述的柱形体环向应变土压力传感器，其特征在于:所述外壳采用软外壳，软外壳与柱形弹性感应体的外表面紧密贴合，软外壳的弹性模量远小于柱形弹性感应体弹性基材料的弹性模量。3.根据权利要求1所述的柱形体环向应变土压力传感器，其特征在于:所述外壳采用硬外壳，硬外壳采用中空圆柱筒体，硬外壳的侧壳体与柱形弹性感应体的侧壁之间形成保护空腔，保护空腔的上下两端用柔性材料填塞。4.根据权利要求3所述的柱形体环向应变土压力传感器，其特征在于:所述硬外壳采用可伸缩结构，包括外壳凸部和外壳凹部，夕卜壳凹部和外壳凸部分别设置于硬外壳侧壳体的上端和下端，并通过连接件与柱形弹性感应体的上端和下端连接，外壳凹部底端设置有可伸缩凹槽内腔，外壳凸部通过插接的方式安装于凹槽内腔中。5.根据权利要求1-3任一项所述的柱形体环向应变土压力传感器，其特征在于:所述内筋采用竖筋，竖筋呈一层或多层等弧距分布于柱形弹性感应体的内部，且环状竖筋所围环与柱形弹性感应体同轴。6.根据权利要求1-3任一项所述的柱形体环向应变土压力传感器，其特征在于:所述内筋采用螺旋体，螺旋体布设于柱形弹性感应体的内部，并与柱形弹性感应体同轴，螺旋体的直径小于柱形弹性感应体的直径。7.根据权利要求1-3任一项所述的柱形体环向应变土压力传感器，其特征在于:所述内筋采用环筋，环筋均布于柱形弹性感应体的内部，并与柱形弹性感应体同轴，环筋的圆环直径小于柱形弹性感应体的直径。8.根据权利要求1-3任一项所述的柱形体环向应变土压力传感器，其特征在于:所述内筋采用纤维网，纤维网环向布设于柱形弹性感应体的内部，并与柱形弹性感应体同轴。
【专利摘要】本实用新型涉及土压力检测领域，具体的说，涉及一种柱形体环向应变土压力传感器，该土压力传感器包括柱形弹性感应体、电阻应变片、应变片引线和外壳，柱形弹性感应体采用由弹性基材料构成的柱形弹性实体，柱形弹性感应体增设提高抗压模量的结构，该结构与柱形弹性感应体一体成型，该结构包括内筋和箍筋，内筋布置于柱形弹性感应体的内部，箍筋环向安装于电阻应变片的上侧或下侧柱形弹性感应体的侧表面。通过改变内筋的形状、尺寸和密集度，改变柱形弹性感应体的抗压模量，提高测量精度。
【IPC分类】G01L9/04
【公开号】CN204903069
【申请号】CN201520620415
【发明人】王俊刚, 智庆玺, 张君博, 赵迁乔, 张伟山, 郝先明
【申请人】青岛理工大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月17日