[go: up one dir, main page]

RU2656136C1 - Sensor for measurement of ground pressure - Google Patents

Sensor for measurement of ground pressure Download PDF

Info

Publication number
RU2656136C1
RU2656136C1 RU2017129786A RU2017129786A RU2656136C1 RU 2656136 C1 RU2656136 C1 RU 2656136C1 RU 2017129786 A RU2017129786 A RU 2017129786A RU 2017129786 A RU2017129786 A RU 2017129786A RU 2656136 C1 RU2656136 C1 RU 2656136C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
sensor
pressure
sensing element
hard disks
Prior art date
Application number
RU2017129786A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Алексеевич Ляшенко
Виктор Викторович Денисенко
Эллина Владимировна Ручкина
Елена Геннадьевна Фролова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
Priority to RU2017129786A priority Critical patent/RU2656136C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2656136C1 publication Critical patent/RU2656136C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/08—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of piezoelectric devices, i.e. electric circuits therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to technical devices for measuring pressure in ductile and bulk media, incl. soils. In the pressure sensor including the housing 1, the sensor element 2, the measuring device 3 and a force-receiving system with an abutment 11, the force-receiving system is made in the form of two hard disks 5 and 6, between which the sensor element 2 is arranged in the form of a disk of resiliently compressible material, the hard disks 5 and 6 and the sensor element 2 coaxially oriented relative to each other by the cylindrical guides 7, equipped with adjusting nuts 8 of the precompression of the sensing element, and one of the hard disks 5 is free to move along the guides 7 and is equipped with a centering hole 9 for mating with the spherical head 12 of the stop 11 fixed to the body 1 and symmetrically fixed to it by measuring devices 3.
EFFECT: increasing the effectiveness of measuring the contact pressure of the ground base, in comparison with existing analogues, due to the possibility of obtaining it at a given point of contact of the structure with the ground, simplification of design and operation of the sensor for measuring ground pressure.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах.The invention relates to technical devices for measuring pressure in plastic and granular media, including soil.

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].A known sensor for measuring soil pressure (mesdoz), including a magneto-anisotropic sensing element, a hard disk made in one piece with a magneto-anisotropic sensing element and sensing soil pressure, windings of an electrical measuring device, an elongated wall of the element to secure the sensor in the concrete structure of the structure [Aut. St. USSR No. 442268, E02D 1/08, G01N 33/24. Mesdoza / Shalatsky L.G. // Discoveries. Inventions - Bull. No. 33. - 1974].

Недостатками указанного устройства являются сложность изготовления и эксплуатации датчика.The disadvantages of this device are the complexity of the manufacture and operation of the sensor.

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)].A known sensor for measuring soil pressure, including a housing with focus, a sensing element, a power sensing system and a measuring device [Auth. St. USSR No. 1254113, E02D 1/00. The sensor for measuring the reactive pressure of the soil / Rodriguez A.F., Tugaenko Yu.F. // Discoveries. Inventions - 1986, No. 32 - (prototype)].

Недостатками известных устройств является относительная сложность изготовления и эксплуатации датчика.The disadvantages of the known devices is the relative complexity of the manufacture and operation of the sensor.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности датчика для измерения давления грунта, уменьшение сложности изготовления и эксплуатации, а также снижение его стоимости.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the sensor for measuring soil pressure, reducing the complexity of manufacturing and operation, as well as reducing its cost.

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.The technical result is achieved by the fact that in the sensor for measuring soil pressure, including a housing with an emphasis, a sensing element, a power sensing system and a measuring device, according to the invention, the power sensing system is made in the form of two hard disks, between which a sensing element in the form of a disk of elastically compressible material is placed, in this case, the hard disks and the sensing element are coaxially oriented relative to each other by cylindrical guides equipped with adjusting nuts compression of the sensitive element, one of the hard disks being able to move freely along cylindrical guides and equipped with a centering hole for interfacing with the spherical stop head, the fixed disk is placed coaxially to the housing, and the measuring device is mounted on the movable disk.

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.The novelty of the invention lies in the fact that the power-sensing system is made in the form of two hard disks, between which a sensing element is placed, made in the form of a disk of elastically compressible material, while the hard disks and the sensing element are coaxially oriented relative to each other by cylindrical guides equipped with adjusting nuts for compression sensitive element, and one of the hard drives has the ability to move freely along cylindrical guides and is equipped with centering hole, paired with a spherical head stop, the fixed disk is placed coaxially to the housing, and the measuring device is mounted on a movable disk.

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.This design makes it possible to simplify the manufacture and operation of the sensor for measuring soil pressure, which is used in the case of measuring low pressures and has no limitations in shape and size.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению обеспечить его эффективность и снизить стоимость изготовления.The above new features and properties are absent in the known technical solutions and allow the proposed technical solution to ensure its effectiveness and reduce manufacturing costs.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».The above allows us to argue that the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty" and "inventive step".

Заявляемый датчик для измерения давления грунта и пояснения по его работе схематично изображены на чертеже, где наThe inventive sensor for measuring soil pressure and explanations of its operation are shown schematically in the drawing, where

фиг. 1 - датчик для измерения давления грунта (вид сбоку с разрезом корпуса вертикальной плоскостью);FIG. 1 - sensor for measuring soil pressure (side view with a section of the casing with a vertical plane);

фиг. 2 - датчик для измерения давления грунта (разрез А-А).FIG. 2 - a sensor for measuring soil pressure (section AA).

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.The sensor for measuring soil pressure consists of a housing 1, a sensing element 2, a measuring device 3 in the form of two displacement sensors and clips 4, a power sensing system in the form of two hard disks 5 and 6, cylindrical guides 7, adjusting nuts 8, a centering hole 9, movable sealed gasket 10.

Измеряемая сила передается на датчик для измерения давления грунта через центрирующий упор 11 со сферической головкой 12.The measured force is transmitted to the sensor for measuring soil pressure through a centering stop 11 with a spherical head 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.The sensing element 2 is made in the form of a disk of an elastically compressible material, for example rubber, and is placed between two hard disks 5 and 6 and aligned with these disks.

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.The disks 5 and 6 are coaxially oriented relative to each other by the guides 7. One of the disks 5 has the ability to move along the guides 7. Using the nuts 8, preliminary compression of the sensing element 2 is created and adjusted.

Второй жесткий диск 6 соединен с корпусом 1 подвижной герметичной прокладкой 10.The second hard drive 6 is connected to the housing 1 by a movable sealed gasket 10.

Центрирующая лунка 9 выполнена на поверхности подвижного диска 5 в точке пересечения с его поверхностью оси симметрии дисков.The centering hole 9 is made on the surface of the movable disk 5 at the point of intersection of the axis of symmetry of the disks with its surface.

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.The measuring device 2 is made of two linear displacement meters located symmetrically with respect to the axis of symmetry of the disks. Each of the linear displacement meters can be made in the form of a digital or induction linear displacement sensor.

Выполнение чувствительного элемента 2 из упругосжимаемого материала обеспечивает его обратимую деформацию и воспроизводимость данных ее измерений, повышает их достоверность и точность.The implementation of the sensing element 2 from an elastically compressible material ensures its reversible deformation and reproducibility of the data of its measurements, increases their reliability and accuracy.

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.The implementation of the sensing element 2 in the form of a disk and placing it coaxially to the hard disks 5 and 6 using cylindrical guides 7 provides an even distribution of the compressive load on the sensitive element 2 and increases the reliability of the results of pressure measurements of the soil base.

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.The execution of the centering hole 9 on the movable disk 5 and the spherical head 12 on the abutment 11 provides coaxial transfer of the load to the sensor for measuring soil pressure and improves the reliability of the results of pressure measurements of the soil base.

Датчик для измерения давления грунта работает следующим образом.A sensor for measuring soil pressure works as follows.

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.A sensor is mounted on the leveled soil base 13 for measuring the pressure of the soil in assembled form so that the outer surface of the hard disk 6 has continuous contact with the base 13. The foundation or its replacement stamp with a special socket for receiving the sensor for measuring soil pressure is mounted so that the base of the foundation / stamp was in the same plane with the outer surface of the hard drive 6. In this case, the stop 11 fixes the initial position of the sensor for measuring ground pressure and record the initial readings and linear displacement meters of the measuring device 3. After loading the foundation with a foundation or a stamp, the current readings of linear displacement meters of the measuring device 3 are recorded. The average value of the linear displacement meters of the measuring device 3 is taken as the actual value of the compression of the sensing element 2, which is used to judge the value of the measured ground pressure grounds.

Claims (1)

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.A pressure sensor including a housing, a sensing element, a measuring device and a power sensing system with an emphasis, characterized in that the power sensing system is made in the form of two hard drives, between which there is a sensing element in the form of a disk of elastically compressible material, while the hard disks and the sensing element are aligned oriented relative to each other by cylindrical guides equipped with adjusting nuts for preliminary compression of the sensing element, and one of the rigid claims is able to move freely along the guide rails and is provided with centering the hole for mating with a spherical head stop fixed to the housing and symmetrically fixed on it measuring devices.
RU2017129786A 2017-08-22 2017-08-22 Sensor for measurement of ground pressure RU2656136C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129786A RU2656136C1 (en) 2017-08-22 2017-08-22 Sensor for measurement of ground pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129786A RU2656136C1 (en) 2017-08-22 2017-08-22 Sensor for measurement of ground pressure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2656136C1 true RU2656136C1 (en) 2018-05-31

Family

ID=62560286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017129786A RU2656136C1 (en) 2017-08-22 2017-08-22 Sensor for measurement of ground pressure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656136C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751302C1 (en) * 2020-12-01 2021-07-13 Нурби Хусинович Кятов Stamp for determining deformation properties of soils
RU2755877C1 (en) * 2020-10-20 2021-09-22 Нурби Хусинович Кятов Sensor for measuring soil pressure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU379839A1 (en) * 1971-02-25 1973-04-20 DEVICE FOR MEASURING THE PRESSURE IN THE SMELLING
SU1478059A1 (en) * 1987-05-29 1989-05-07 Саратовский политехнический институт Ground pressure meter
SU1493894A1 (en) * 1987-10-06 1989-07-15 Е.А.Игнатьев Soil-pressure cell
CN103076436A (en) * 2012-12-26 2013-05-01 上海交通大学 Device for measuring soil lateral pressure and consolidometer
CN206132761U (en) * 2016-11-03 2017-04-26 山东大学 Monitoring groundwater seepage flow, subside fill integrative indoor test device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU379839A1 (en) * 1971-02-25 1973-04-20 DEVICE FOR MEASURING THE PRESSURE IN THE SMELLING
SU1478059A1 (en) * 1987-05-29 1989-05-07 Саратовский политехнический институт Ground pressure meter
SU1493894A1 (en) * 1987-10-06 1989-07-15 Е.А.Игнатьев Soil-pressure cell
CN103076436A (en) * 2012-12-26 2013-05-01 上海交通大学 Device for measuring soil lateral pressure and consolidometer
CN206132761U (en) * 2016-11-03 2017-04-26 山东大学 Monitoring groundwater seepage flow, subside fill integrative indoor test device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755877C1 (en) * 2020-10-20 2021-09-22 Нурби Хусинович Кятов Sensor for measuring soil pressure
RU2751302C1 (en) * 2020-12-01 2021-07-13 Нурби Хусинович Кятов Stamp for determining deformation properties of soils

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104236909B (en) Static characteristic test device for radial magnetic bearings
CN204421957U (en) A kind of bridge structure health condition monitoring system
RU2656136C1 (en) Sensor for measurement of ground pressure
CN101699257B (en) Plane strain lateral strain controlled triaxial instrument
CN106192739B (en) A kind of vertical force measurement type bridge pad and its force measuring method
CN102445300A (en) Dynamic grounding pressure testing device
CN202170792U (en) Measuring device of radial deformation of well hole
CN101587003A (en) Caliabration device of pressure sensor
CN109211087B (en) Foundation pit deformation measuring device and method
CN115289953B (en) Soft sensor three-fork-shaped device
CN104034585A (en) Method for measuring property of anchoring
CN207439509U (en) One kind shows liquid level gauge with LCD
WO2013152807A1 (en) Bushing wear sensing device
CN103983521A (en) Anchoring performance testing device
CN102519630A (en) Double-membrane soil pressure sensor based on hydraulic transmission
CN103033428B (en) Digital display Barcol hardness gauge
JP7116991B2 (en) Pressure sensors and pressure measuring devices
CN204988191U (en) Adopt parallel laser projection method to measure portable equipment of cigarette length and diameter
CN107764636B (en) Deformation measuring device and method for conventional triaxial compression test of cuboid rock sample
CN103134630A (en) Self-adaption pre-stressed anchor cable stress monitoring device
CN102359927A (en) Equivalent mechanical parameter measurement system for granular media
RU2755877C1 (en) Sensor for measuring soil pressure
KR101264292B1 (en) Resonant column testing apparatus with image-based analysis system for deformation modes of specimen using high speed camera
CN101419043B (en) Micrometer
CN103791827B (en) A kind of strain-type inside configuration sectional twisting angle sensor and scaling method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190823