Датчик для измерения давления грунта



Датчик для измерения давления грунта
Датчик для измерения давления грунта
G01L9/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью электрических или магнитных элементов, чувствительных к механическому давлению; передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, используемых для измерения давления с помощью электрических или магнитных средств (измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух и более величин давления G01L 15/00; вакуумметры G01L 21/00)

Владельцы патента RU 2656136:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" (RU)

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах. В датчике давления, включающем корпус 1, чувствительный элемент 2, измерительное приспособление 3 и силовоспринимающую систему с упором 11, силовоспринимающая система выполнена в виде двух жестких дисков 5 и 6, между которыми размещен чувствительный элемент 2 в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски 5 и 6 и чувствительный элемент 2 соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими 7, оснащенными регулировочными гайками 8 предварительного сжатия чувствительного элемента, а один из жестких дисков 5 имеет возможность свободного перемещения по направляющим 7 и снабжен центрирующей лункой 9 для сопряжения со сферической головкой 12 упора 11, закрепленного на корпусе 1, и симметрично закрепленными на нем измерительными приспособлениями 3. Технический результат - повышение эффективности измерения контактного давления грунтового основания, по сравнению с существующими аналогами, за счет возможности получения его в заданной точке контакта конструкции с грунтом, упрощение конструкции и эксплуатации датчика для измерения давления грунта. 2 ил.

 

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах.

Известен датчик для измерения давления грунта (месдоза), включающий магнитоанизотропный чувствительный элемент, жесткий диск, выполненный за одно целое с магнитоанизотропным чувствительным элементом и воспринимающий давление грунта, обмотки электрического измерительного устройства, удлиненную стенку элемента для закрепления датчика в бетонной конструкции сооружения [Авт. св. СССР №442268, E02D 1/08, G01N 33/24. Месдоза / Шалацкий Л.Г. // Открытия. Изобретения. - Бюл. №33. - 1974].

Недостатками указанного устройства являются сложность изготовления и эксплуатации датчика.

Известен датчик для измерения давления грунта, включающий корпус с упором, чувствительный элемент, силовоспринимающую систему и измерительное приспособление [Авт. св. СССР №1254113, E02D 1/00. Датчик для измерения реактивного давления грунта / Родригес А.Ф., Тугаенко Ю.Ф. // Открытия. Изобретения. - 1986, №32 - (прототип)].

Недостатками известных устройств является относительная сложность изготовления и эксплуатации датчика.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности датчика для измерения давления грунта, уменьшение сложности изготовления и эксплуатации, а также снижение его стоимости.

Технический результат достигается тем, что в датчике для измерения давления грунта, включающем корпус с упором, чувствительный элемент, силовоспринимающую систему и измерительное приспособление, согласно изобретению силовоспринимающая система выполнена в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим и снабжен центрирующей лункой для сопряжения со сферической головкой упора, неподвижный диск размещен соосно корпусу, а измерительное приспособление закреплено на подвижном диске.

Новизна изобретения заключается в том, что силовоспринимающая система выполнена в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент, выполненный в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим и снабжен центрирующей лункой, сопряженной со сферической головкой упора, неподвижный диск размещен соосно корпусу, а измерительное приспособление закреплено на подвижном диске.

Такое конструктивное исполнение позволяет упростить изготовление и эксплуатацию датчика для измерения давления грунта, применяемого в случае измерения малых давлений и не имеющего ограничений по форме и размерам.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению обеспечить его эффективность и снизить стоимость изготовления.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемый датчик для измерения давления грунта и пояснения по его работе схематично изображены на чертеже, где на

фиг. 1 - датчик для измерения давления грунта (вид сбоку с разрезом корпуса вертикальной плоскостью);

фиг. 2 - датчик для измерения давления грунта (разрез А-А).

Датчик для измерения давления грунта состоит из корпуса 1, чувствительного элемента 2, измерительного приспособления 3 в виде двух датчиков перемещений и фиксаторов 4, силовоспринимающей системы в виде двух жестких дисков 5 и 6, цилиндрические направляющие 7, регулировочные гайки 8, центрирующую лунку 9, подвижную герметичную прокладку 10.

Измеряемая сила передается на датчик для измерения давления грунта через центрирующий упор 11 со сферической головкой 12.

Чувствительный элемент 2 выполнен в виде диска из упругосжимаемого материала, например резины, и размещен между двумя жесткими дисками 5 и 6 и соосно этим дискам.

Диски 5 и 6 соосно ориентированы относительно друг друга направляющими 7. Один из дисков 5 имеет возможность перемещаться по направляющим 7. Гайками 8 создается и регулируется предварительное сжатие чувствительного элемента 2.

Второй жесткий диск 6 соединен с корпусом 1 подвижной герметичной прокладкой 10.

Центрирующая лунка 9 выполнена на поверхности подвижного диска 5 в точке пересечения с его поверхностью оси симметрии дисков.

Измерительное приспособление 2 выполнено из двух измерителей линейных перемещений, расположенных симметрично относительно оси симметрии дисков. Каждый из измерителей линейных перемещений может быть выполнен в виде цифрового или индукционного датчика линейных перемещений.

Выполнение чувствительного элемента 2 из упругосжимаемого материала обеспечивает его обратимую деформацию и воспроизводимость данных ее измерений, повышает их достоверность и точность.

Выполнение чувствительного элемента 2 в виде диска и размещение его соосно жестким дискам 5 и 6 с помощью цилиндрических направляющих 7 обеспечивает равномерное распределение сжимающей нагрузки на чувствительный элемент 2 и повышает достоверность результатов измерений давления грунтового основания.

Выполнение центрирующей лунки 9 на подвижном диске 5 и сферической головки 12 на упоре 11 обеспечивает соосную передачу нагрузки на датчик для измерения давления грунта и повышает достоверность результатов измерений давления грунтового основания.

Датчик для измерения давления грунта работает следующим образом.

На выровненное грунтовое основание 13 устанавливают датчик для измерения давления грунта в собранном виде так, чтобы наружная поверхность жесткого диска 6 имела непрерывный контакт с основанием 13. Фундамент или заменяющий его штамп со специальным гнездом для размещения датчика для измерения давления грунта монтируют так, чтобы подошва фундамента/штампа была в одной плоскости с наружной поверхностью жесткого диска 6. При этом упором 11 фиксируют исходное положение датчика для измерения давления грунта и регистрируют начальные показания измерителей линейных перемещений измерительного приспособления 3. После нагружения грунтового основания фундаментом или штампом регистрируют текущие показания измерителей линейных перемещений измерительного приспособления 3. Среднее значение показаний измерителей линейных перемещений измерительного приспособления 3 принимают за фактическое значение сжатия чувствительного элемента 2, по которому судят о величине измеряемого давления грунтового основания.

Датчик давления, включающий корпус, чувствительный элемент, измерительное приспособление и силовоспринимающую систему с упором, отличающийся тем, что силовоспринимающая система выполнена в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, а один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по направляющим и снабжен центрирующей лункой для сопряжения со сферической головкой упора, закрепленного на корпусе, и симметрично закрепленными на нем измерительными приспособлениями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе системы контроля состояния почвы на агрономическом объекте. Устройство для дистанционного контроля влажности и температуры почвы включает блок питания, блок обработки данных и подключенные к нему датчики параметров окружающей среды и передающий блок.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе системы контроля состояния почвы на агрономическом объекте. Устройство для дистанционного контроля влажности и температуры почвы включает блок питания, блок обработки данных и подключенные к нему датчики параметров окружающей среды и передающий блок.
Изобретение относится к экологии, а именно к оценке состояния законсервированных участков разработок полезных ископаемых и их влияния на окружающую среду. Для этого одновременно с мониторингом законсервированного участка горных пород проводят фоновый мониторинг природного аналога, не испытывавшего техногенного воздействия, но находящегося в тех же природных условиях.

Изобретение относится к области мелиорации и рекультивации солонцовых почв, буровых шламов и засоленных грунтов. В способе определяют дозу мелиоранта-коагулянта для солонцовых почв по порогу фильтрации.

Использование: для определения содержания нефтяных топлив в грунтах «на месте». Сущность изобретения заключается в том, что способ определения содержания нефтяных топлив в грунтах включает определение типа грунта, определение типа нефтяного топлива, установление содержания концентрации топлива по градуировочным графикам, при этом измеряют температуру грунта, на покрытии пьезосенсора сорбируют равновесные газы естественного происхождения над незагрязненным грунтом и фиксируют изменение частоты колебаний пьезосенсора, затем также сорбируют газы над загрязненным нефтяным топливом грунтом и фиксируют изменение частоты колебаний пьезосенсора, с учетом температуры грунта и содержания газов естественного происхождения определяют концентрацию нефтяного топлива в грунте по градуировочному графику.

Изобретение относится к области геохимии и может быть использовано при проведении геохимических исследований. Предложен способ, позволяющий определить с пространственным разрешением геохимию геологических материалов или других материалов.

Изобретение относится к области геохимии и может быть использовано при проведении геохимических исследований. Предложен способ, позволяющий определить с пространственным разрешением геохимию геологических материалов или других материалов.

Лизиметр // 2646868
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для определения инфильтрации поливных, талых и дождевальных вод. Лизиметр включает емкость с монолитом почвы и дном-фильтром.

Изобретение относится к контролю качества и экологической безопасности почвы и почвенного покрова на изучаемой территории водозащитной полосы прибрежного ландшафта малой реки.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в агроэкологии при определении нитрификационной способности почв. Для этого проводят компостирование почвы в термостате и определяют количество нитратов, накопившихся в почве в результате нитрификационных процессов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к пьезорезонансным чувствительным элементам (ПЧЭ) для частотных датчиков абсолютного давления, и в частности для кварцевых датчиков, имеющих малый поперечный размер корпуса и способных работать при высокой температуре до 200°C и высоком давлении до 150 МПа.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для температурной компенсации в устройстве CMUT. Устройства CMUT используют во многих применениях, например, ультразвукового формирования изображения и измерения давления.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к нанотехнологическим изделиям измерительной техники, предназначено для измерения давления жидких и газообразных сред и может быть использовано в средствах автоматизации контроля процессов сложных технических систем.

Изобретение относится к точному приборостроению, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением динамических давлений.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: приемник содержит основной и дополнительный пьезоэлементы, корпус, выполненный из теплопроводящего материала, например из металла.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам изготовления пьезоэлектрических датчиков давления. .

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения механических величин и может быть использовано в средствах автоматизации контроля технологических процессов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения как постоянного давления, так и динамического давления. .

Изобретение относится к области технологии приборостроения и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектрических датчиков, предназначенных для измерения медленно нарастающих давлений.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к пьезорезонансным датчикам давления с частотным выходом, и может быть использовано в медицине для измерения давления пульсовой волны (динамического давления).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для одновременного измерения давления вне и внутри НКТ и может быть использовано для установки на оборудовании нефтяных скважин с целью получения информации для систем регулирования добычи продукции на нефтяных месторождениях страны.

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах. В датчике давления, включающем корпус 1, чувствительный элемент 2, измерительное приспособление 3 и силовоспринимающую систему с упором 11, силовоспринимающая система выполнена в виде двух жестких дисков 5 и 6, между которыми размещен чувствительный элемент 2 в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски 5 и 6 и чувствительный элемент 2 соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими 7, оснащенными регулировочными гайками 8 предварительного сжатия чувствительного элемента, а один из жестких дисков 5 имеет возможность свободного перемещения по направляющим 7 и снабжен центрирующей лункой 9 для сопряжения со сферической головкой 12 упора 11, закрепленного на корпусе 1, и симметрично закрепленными на нем измерительными приспособлениями 3. Технический результат - повышение эффективности измерения контактного давления грунтового основания, по сравнению с существующими аналогами, за счет возможности получения его в заданной точке контакта конструкции с грунтом, упрощение конструкции и эксплуатации датчика для измерения давления грунта. 2 ил.

Наверх