专利名称:一种压力盒的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种压力盒，包括上壳、下壳以及设置在上壳和下壳之间的压阻式压力传感器；其中，上壳的顶部采用弧形结构。本实用新型在原理上、外型上、材料上对压力盒均进行创新性设计，使得压力盒受力更合理、测量更灵敏、读数更精确，与被测介质接触更理性，自身应力集中现象大幅度降低而有利于测试实际应力，测试介质范围更大，适用性广。本实用新型在原理上采用压阻式，根据受力后电阻变化导致电流变化通过测量电流值即可测到压力。压阻式测量的精度更高；在外形上，受力面采用弧形结构，减少土拱效应且便于测量压力盒边缘及中部应力，而且使压力盒与测试介质接触更好，受力更合理。
【专利说明】一种压力盒
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地基基础工程、路基工程领域，具体涉及一种压力盒。
【背景技术】
[0002]对于地基基础及路基工程而言，不同位置压力的测量是非常重要的。目前常见的压力盒是钢弦式刚性压力盒，这种压力盒的设计导致监测数据不准确，对实际工程数据分析产生很大影响。
[0003]现有的钢弦式刚性压力盒存在以下缺陷。1.原理上，用钢弦频率测压力不够灵敏、准确；2.外型上，受力表面水平无法准确测量边缘受力，理想的受力位置仅在盒面中心点，而实际受力不满足该要求，压力盒与土介质接触不合理易形成微型土拱，压力盒受力不合理；3.材料上，刚性材料的模量很大，其模量值比土介质的模量要大数个数量级，从而易造成钢质压力盒自身的应力集中，使测试数据偏大。4.适用范围上，钢质压力盒应用于土介质和砂介质中较多，碎石中较困难，在混凝土和岩石中不可用。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种压力盒。
[0005]为达到上述目的，本实用采用如下的技术方案予以实现:
[0006]一种压力盒，包括上壳、下壳以及设置在上壳和下壳之间的压阻式压力传感器；其中，上壳的顶部采用弧形结构。
[0007]本实用新型进一步的改进在于:上壳和下壳均采用热塑性橡胶制成。
[0008]本实用新型进一步的改进在于:上壳的顶部中间开设有一个3mm高1mm宽的环形凹槽。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有如下的技术效果:
[0010]本实用新型在原理上、外型上、材料上对压力盒均进行创新性设计，使得压力盒受力更合理、测量更灵敏、读数更精确，与被测介质接触更理性，自身应力集中现象大幅度降低而有利于测试实际应力，测试介质范围更大，适用性广。本实用新型在原理上采用压阻式，根据受力后电阻变化导致电流变化通过测量电流值即可测到压力。压阻式测量的精度更高；在外形上，受力面采用弧形结构，减少土拱效应且便于测量压力盒边缘及中部应力，而且使压力盒与测试介质接触更好，受力更合理。
[0011]进一步地，在材料上，上壳和下壳采用热塑性橡胶(SBC)且强度适中、弹性大、耐磨性好，使压力盒的模量与被测介质模量更接近，从而能有效测量实际受力的大小。本实用新型可用于解决土介质、砂介质、混凝土中受力测试不准确和无法测量(混凝土中)的问题。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型一种压力盒的结构示意图。
[0013]图中:1为上壳，2为下壳，3为压阻式压力传感器。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0015]参见图1，本实用新型一种压力盒，包括上壳1、下壳2以及设置在上壳I和下壳2之间的压阻式压力传感器3 ;其中，上壳I的顶部采用弧形结构。此外，上壳I和下壳2均采用热塑性橡胶制成。
[0016]使用时，将本实用新型压力盒埋设于公路工程路基、路面或边坡等受力区域，测试时可连接测试电缆进行压力测试。
[0017]本实用新型对压力盒从内到外，从测力原理到材料性质到外形设计均进行了创新改进，经测试和多个项目现场使用，数据精度高，测试结果稳定，实用效果良好，可以达到准确量测地基基础和路基中的压力的要求。本实用新型放弃了机械测量原理采用压阻式测量原理，使测试精度很高；改变钢质盒身为柔性盒身，使压力盒自身模量与被测介质更接近，不宜产生压力盒自身的应力集中造成测试结果偏高；改水平受力面为弧形受力面，使压力盒与被测介质接触性更好，且使压力盒从中心至边缘均可感受压力。由以上创新性改进，该压力盒可测试的介质进一步扩充，由土介质到岩石介质均可测量，具体差别如下:土介质(目前钢弦式压力盒可用，数据偏高)、砂介质(目前钢弦式压力盒可用，数据偏高)、碎石介质(目前钢弦式压力盒较困难，数据不稳定)、混凝土介质(结构中应力测试，目前钢弦式压力盒无法测试)、岩石介质(隧道中应力测试，目前钢弦式压力盒无法测试)。
[0018]现有压力盒采用金属外壳，刚性太大受力不合理；外形边缘棱角分明，测量误差大。本实用新型压力盒采用热塑性橡胶外壳，刚度小，受力合理；上壳表层具有一定弧度，且在中间挖出3mm高1mm宽的环形凹槽，有益于具有一定柔性的热塑性橡胶外壳将受力集中在最佳受力点，提高测量精度。本实用新型根据压阻效应原理，用扩散法将压敏电阻制作到弹性膜片里，这些电阻接成电桥电路以便获得最大输出信号及进行温度补偿等。本实用新型压力盒自造工艺简单、线性度高、受力合理、测量误差小并可直接输出电压信号。
【权利要求】
1.一种压力盒，其特征在于:包括上壳(1)、下壳(2)以及设置在上壳(I)和下壳(2)之间的压阻式压力传感器(3);其中，上壳(I)的顶部采用弧形结构。2.根据权利要求1所述的一种压力盒，其特征在于:上壳(I)和下壳(2)均采用热塑性橡胶制成。3.根据权利要求1所述的一种压力盒，其特征在于:上壳(I)的顶部中间开设有一个3mm高10_宽的环形凹槽。
【文档编号】G01L1-18GK204286651SQ201420713540
【发明者】李哲, 李又云, 王荆, 王开强 [申请人]长安大学