一种土压力计的动态校准装置的制作方法

1.本发明涉及校准检定领域中的土压力计的动态校准装置。


背景技术：

2.土压力计又称土压力盒，其由背板、感应板、信号传输电缆、振弦及激振电磁线圈等组成，是了解被测结构物内部土压力变化量、并可同步测量埋设点温度的有效监测设备。
3.土压力计作为一个监测传感器，根据相应的标准要求，需要定期对土压力计进行校准，传统的土压力计校准装置是通过一个液压缸直接对土压力计的感应板进行施力，在液压缸与感应板之间设置测力传感器。液压缸的输出加载力用于模拟使用环境时的土层压力，通过测力传感器的读数与土压力计的读数对比来实现对土压力计的校准。现有的这种土压力计校准装置存在的问题在于：液压缸输出的加载力为刚性加载力，感应板容易出现受力不均而影响校准质量。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种感应板可以均匀受力的土压力计的动态校准装置。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种土压力计的动态校准装置，其特征在于：包括装置缸体，装置缸体内导向密封装配有加载活塞和安装活塞，安装活塞上设置有压力计安装结构，加载活塞与安装活塞之间形成第一液体腔室，装置缸体的底部与安装活塞之间形成第二液体腔室，动态校准装置还包括与第二液体腔室相连的回油箱，第二液体腔室与回油箱之间设置有流量调节阀，装置缸体上还设置有驱动加载活塞匀速移动的活塞驱动机构，第一液体腔室上连接有第一压力变送器，装置缸体的缸体壁上设置有防水转接头，防水转接头的内侧为用于与压力计的电缆线相连的连接端，安装活塞与装置缸体的内腔壁之间通过第一密封圈密封配合。
6.压力计安装结构包括与土压力计底部适配的安装槽，土压力计与安装槽的槽壁之间设置有第二密封圈。
7.装置缸体的缸体壁包括固定部分和沿上下方向与固定部分密封导向移动配合的活动部分，防水转接头安装于所述活动部分上，活动部分上固定有位于装置缸体内侧的挡止凸起，挡止凸起朝向加载活塞的一侧用于与加载活塞挡止配合以在加载活塞朝下移动过程中，加载活塞带着活动部分同步向下移动。
8.安装活塞上设置有用于检测所述安装活塞移动加速度的速度传感器。
9.第二液体腔室上连接有第二压力变送器。
10.装置缸体包括下侧缸体部分和与下侧缸体部分铰接相连的上侧缸体部分，活塞驱动机构设置于上侧缸体部分上，加载活塞能在上侧缸体部分、下侧缸体部分的内腔间移动，第一液体腔室、第二液体腔室分别由下侧缸体部分的内腔对应部分构成，第一液体腔室上端设置有注油口，注油口通过管路与回油箱相连，管路上设置有注油泵。
11.第一液压腔室的上端设置有抽真空口。
12.下侧缸体部分的内腔上端具有上大下小的锥形引导口。
13.本发明的有益效果为：在对土压力计进行校准时，将待校准的土压力计安装于安装活塞上，土压力计的电缆线与装置缸体的缸体壁上的防水转接头相连，从而实现向土压力计供电和将土压力计的压力信号引出，第一液体腔室和第二液体腔室内注入液压油，加载活塞在活塞驱动机构的带动下朝安装活塞匀速移动，由于液体具有不可压缩性，因此加载活塞会通过第一液体腔室内的液压油驱动安装活塞朝下匀速移动，第二液体腔室内的液压油经流量调节阀回流至回流箱。土压力计和安装活塞作为一个整体，其受到第一液压腔室的液压力、自身的重力、第二液压腔室的液压力和与装置缸体内壁之间的滑动摩擦力，匀速移动的安装活塞处于一个动态平衡中，其受力稳定，且土压力计受到液体压力，土压力计的感应板可以均匀受力，通过第一压力变送器测得第一液压腔室的液体压强，根据土压力计的受力面积，可以计算土压力计的真实受力，从而对土压力计进行校准。通过流量调节阀调节第二液体腔室到回油箱之间的流量，从而可以改变第一液压腔室、第二液压腔室的液体压强，从而对土压力计进行多点位校准。
附图说明
14.图1是本发明的一个实施例的结构示意图；图2是图1中上侧缸体部分打开后的状态示意图；图3是图1中的a处放大图；图4是本发明中活动部分、固定部分与防水转接头的配合示意图；图中，1、连接端；2、挡止凸起；3、土压力计的电缆线；4、土压力计；5、第二密封圈；6、安装槽；7、安装活塞；8、上侧缸体部分；9、加载活塞；10、管路；11、注油泵；12、防水接头；13、活动部分；14、第二压力变送器；15、第一密封圈；16、速度传感器；17、第一压力变送器；18、下侧缸体部分；19、活塞杆；20、加载缸；21、抽真空口；22、锥形引导口；23、第一液体腔室；24、第二液体腔室；25、导向槽；26、槽口；27、回油箱。
具体实施方式
15.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
16.需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
17.下面结合附图，对本发明的各实施例进行详细说明。
18.本发明中一种土压力计的动态校准装置的实施例如图1~4所示：包括装置缸体，装置缸体包括下侧缸体部分18和与下侧缸体部分18铰接相连的上侧缸体部分8，下侧缸体部分18的内腔中密封导向移动装配有安装活塞7，安装活塞7与下侧缸体部分的内腔壁之间设置有第一密封圈15。上侧缸体部分上设置有活塞驱动机构，本实施例中的活塞驱动机构为加载缸20，加载缸的活塞杆19上连接有加载活塞9，加载活塞9能
在上侧缸体部分、下侧缸体部分的内腔间移动，加载活塞9与下侧缸体部分的内腔密封导向配合，加载活塞用于驱动安装活塞匀速移动。
19.安装活塞上设置有压力计安装结构，压力计安装结构包括与土压力计底部适配的安装槽6，土压力计与安装槽的槽壁之间设置有第二密封圈5。
20.当加载活塞与下侧缸体部分的内腔密封滑动配合时，加载活塞与安装活塞之间形成第一液体腔室23，装置缸体的底部与安装活塞之间形成第二液体腔室24，动态校准装置还包括与第二液体腔室相连的回油箱27，第二液体腔室24与回油箱之间设置有流量调节阀（图中未示出）。第一液体腔室上端设置有注油口，注油口通过管路10与回油箱相连，管路上设置有注油泵11，第一液压腔室的上端设置有抽真空口12。
21.第一液体腔室上连接有第一压力变送器17，第二液体腔室上连接有第二压力变送器14。下侧缸体部分的内腔上端具有上大下小的锥形引导口22，锥形引导口可以引导加载活塞顺利进入到下侧缸体部分的内腔中。下侧缸体部分18的缸体壁包括固定部分和沿上下方向与固定部分密封导向移动配合的活动部分13，具体的，固定部分内设置有导向方向沿上下方向延伸的导向槽26，活动部分为与导向槽密封滑动配合的板状结构，活动部分上固定有防水转接头12，防水转接头的内侧为用于与压力计的电缆线3相连的连接端1，本实施例中的防水转接头12为防水转接插头，导向槽的内外两侧具有槽口26，槽口尺寸小于活动部分13的尺寸，防水转接头可以在槽口内上下移动。
22.活动部分上固定有位于装置缸体内侧的挡止凸起2，挡止凸起2穿过内侧的槽口，挡止凸起朝向加载活塞的一侧用于与加载活塞挡止配合以在加载活塞朝下移动过程中，加载活塞带着活动部分同步向下移动。
23.使用时，首先如图2所示，向上翻转上侧缸体部分，将待校准的土压力计安装于安装活塞的安装槽中，将土压力计的电缆线与防水接头内侧的连接端相连，可以从外部向土压力计供电并将土压力计的检测信号引出，然后下翻上侧缸体部分，如图1所示，随后，加载缸的活塞杆驱动加载活塞进入到下侧缸体部分的内腔中，此时加载活塞与下侧缸体部分的内腔壁密封导向配合，加载活塞与安装活塞之间形成第一液压腔室，通过抽真空口对第一液压腔室抽真空，然后通过注油泵将液压油注入到第一液压腔室中，抽真空后，可以保证第一液压腔室内无气泡，第一液压腔室内可以注满液压油，第二液压腔室内可以一直注有液压油。
24.随后，加载缸驱动加载活塞朝下匀速移动，由于液体具有不可压缩性，因此土压力计和加载活塞也一起向下匀速移动，第二液压腔室内的液压油经流量调节阀回流至回油箱，为避免土压力计的电缆线对加载活塞的移动造成干涉，同时为了避免因土压力计移动距离过大，导致电缆线对土压力计造成拖拽，加载活塞移动一段距离后，加载活塞的底部顶在挡止凸起上，加载活塞带着挡止凸起、活动部分和防水转接头一起同步向下移动，这样就可以有效的避免电缆线对动态校准过程的影响。
25.速度传感器可以判断安装活塞是否匀速移动，在安装活塞匀速移动的动态平衡中，土压力计的上侧受到第一液压腔室的均匀施压，通过第一压力变送器测量第一液压腔室的压强，然后根据土压力计的受力面积计算土压力计的真实受力，以此对土压力计进行校准，当然，对于直接测量压强的土压力计，可以根据第一压力变送器直接对土压力计进行校准。土压力计和安装活塞作为一个整体，其受到第一液压腔室的液压力、自身的重力、第
二液压腔室的液压力和与装置缸体内壁之间的滑动摩擦力，因此对第一密封圈的密封性能要求较小，第一密封圈使用普通的o型密封圈就可以满足使用要求。通过调节流量调节阀的大小，可以改变第一液压腔室和第二液压腔室的压强，从而实现对土压力计的多点位校准。
26.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。