专利名称：一种高精度十字板剪切传感装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地质勘探设备，具体来说，尤其涉及一种十字板剪切探头。
背景技术：
十字板剪切是将安装在钻杆下的十字板压入土中至测试的深度，再由地面上的扭力装置对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，直至土体剪切破坏(破坏面为十字板旋转所形成的圆柱面)。相对于室内试验，其要求事先取得原状土样，由于试样在采取、运送、保存和制备等过程中不可避免地会受到扰动，土的含水量也难以保持天然状态，特别是对于高灵敏度的粘性土扰动更大，故试验结果对土的实际情况的反映将会受到不同程度的影响。十字板剪切试验由于是直接在原位进行试验，不必取土样，故土体所受的扰动较小， 被认为是比较能反映土体原位强度的测试方法。现有的十字板剪切探头常常是将十字板头直接同扭力传感器相联，将十字板头受到的力传递至扭力传感器，但由于贯入土层时，土层会对扭力传感器产生向上的轴向力或者由于细微的角度偏差，也会对扭力传感器产生径向力，二者都会对扭转产生干扰，从而影响十字板剪切试验的精度，产生误差。

实用新型内容针对上述可能产生误差的问题，我们提供一种高精度十字板剪切传感装置，它可以减少轴向或径向的干扰，提高试验的精度。本实用新型的一种高精度十字板剪切传感装置通过以下技术手段实现一种高精度十字板剪切传感装置，包括有两端开口的连接套、扭力传感器、十字板头；所述扭力传感器与探杆联接，所述连接套覆盖扭力传感器设有应变片部分；还包括装于连接套内的柱状方头扭子和方头连接柱，所述方头扭子一端与扭力传感器固定连接，另一端设有柱状突起， 该柱状突起径向截面为多边形；所述方头连接柱一端设有与方头扭子柱状突起相对应的凹槽，并通过该凹槽与方头扭子连接，另一端与通过连接套开口伸入的十字板头尾端固定连接；所述凹槽与所述柱状突起之间间隙配合，具有0. 2mm-0. 5mm的间隙。当受到轴向或径向力的干扰时，可轻微转动探杆，使方头扭子的柱状突起与方头连接柱上的凹槽松动配合，在静止状态下，方头扭子与方头连接柱之间无相互作用力，从而避免受到轴向或径向力的干扰。本实用新型还可做以下改进所述方头扭子上的柱状突起径向截面为三至六边形。所述十字板头与方头连接柱螺纹连接，方便更换部件。所述连接套包括连接套一、连接套二和连接套三；所述连接套一与连接套二固定连接，所述连接套二与连接套三固定连接；所述连接套一覆盖扭力传感器设有应变片部分； 所述连接套二覆盖部分连接套一和方头扭子；所述连接套三覆盖部分连接套二和方头连接柱，并将方头连接柱固定于连接套三内。当任何部件出现故障时，这样的设计便于拆开十字板剪切传感装置进行维修或更换。[0010]所述连接套一与扭力传感器之间设有密封圈；所述连接套一和连接套二之间设有密封垫，使扭力传感器上设有应变片部分密封，保证应变片不受湿气和泥水的侵蚀。[0011]与现有设计相比，本实用新型具有的有益效果为[0012]1.本实用新型设计精巧，结构简单，仅采用方头扭子和方头连接柱配合传力，当受到轴向或径向力的干扰时，可轻微转动探杆，使方头扭子的柱状突起与方头连接柱上的凹槽松动配合，在静止状态下，方头扭子与方头连接柱之间无相互作用力，从而避免受到轴向或径向力的干扰，使得十字板剪切试验的结果更为精准。[0013]2.本实用新型的连接套分为三部分，并且各主要配件之间采用螺纹连接，当任何部件出现故障时，易于拆开十字板剪切传感装置，根据需要进行维修或更换。


[0014]
以下结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。[0015]图1为一种高精度十字板剪切传感装置的结构示意图；[0016]图中1.扭力传感器；2.密封圈；3.连接套一 ；4.密封垫；5.连接套二 ；6.方头扭子；7.方头连接柱；8.连接套三；9.十字板头。
具体实施方式
[0017]实施例1[0018]一种高精度十字板剪切传感装置，包括有两端开口的连接套、扭力传感器1、十字板头9 ；所述扭力传感器1与探杆联接，所述连接套覆盖扭力传感器1设有应变片部分；还包括装于连接套内的柱状方头扭子6和方头连接柱7，所述方头扭子6 —端与扭力传感器1 固定连接，另一端设有柱状突起，该柱状突起径向截面为多边形；所述方头连接柱7 —端设有与方头扭子6柱状突起相对应的凹槽，并通过该凹槽与方头扭子6连接，另一端与通过连接套开口伸入的十字板头9尾端固定连接；所述凹槽与所述柱状突起之间间隙配合，具有 0. 2mm-0. 5mm的间隙。当受到轴向或径向力的干扰时，可轻微转动探杆，使方头扭子6的柱状突起与方头连接柱7上的凹槽松动配合，在静止状态下，方头扭子6与方头连接柱7之间无相互作用力，从而避免受到轴向或径向力的干扰。[0019]当进行十字板剪切试验时，首先将十字板剪切传感装置贯入土层至所需深度，由于土层对扭力传感器1产生向上的轴向力或者由于细微的角度偏差，对扭力传感器1产生径向力时，轻微转动探杆，使方头扭子6的柱状突起与方头连接柱7上的凹槽松动配合，二者之间无相互作用力。然后勻速转动探杆，通过扭力传感器带动方头扭子转动，由方头扭子 6柱状突起传动方头连接柱，进而使十字板头9转动，最终将剪切力通过扭力传感器1转变为电信号传导。[0020]实施例2[0021]一种高精度十字板剪切传感装置，包括有两端开口的连接套、扭力传感器1、十字板头9 ；所述扭力传感器1与探杆联接，所述连接套覆盖扭力传感器1设有应变片部分；还包括装于连接套内的柱状方头扭子6和方头连接柱7，所述方头扭子6 —端与扭力传感器1 固定连接，另一端设有柱状突起，该柱状突起径向截面为多边形；所述方头连接柱7 —端设4有与方头扭子6柱状突起相对应的凹槽，并通过该凹槽与方头扭子6连接，另一端与通过连接套开口伸入的十字板头9尾端固定连接；所述凹槽与所述柱状突起之间间隙配合，具有 0. 2mm-0. 5mm的间隙。当受到轴向或径向力的干扰时，可轻微转动探杆，使方头扭子6的柱状突起与方头连接柱7上的凹槽松动配合，在静止状态下，方头扭子6与方头连接柱7之间无相互作用力，从而避免受到轴向或径向力的干扰。所述方头扭子6上的柱状突起径向截面为正方形。所述十字板头9与方头连接柱7螺纹连接，方便更换部件。所述连接套包括连接套一 3、连接套二 5和连接套三8 ；所述连接套一 3与连接套二 5固定连接，所述连接套二 5与连接套三8固定连接；所述连接套一 3覆盖扭力传感器1 设有应变片部分；所述连接套二 5覆盖部分连接套一 3和方头扭子6 ；所述连接套三8覆盖部分连接套二 5和方头连接柱7，并将方头连接柱7固定于连接套三8内。当任何部件出现故障时，这样的设计便于拆开十字板剪切传感装置进行维修或更换。所述连接套一 3与扭力传感器1之间设有密封圈2 ；所述连接套一 3和连接套二 5 之间设有密封垫4，使扭力传感器1上设有应变片部分密封，保证应变片不受湿气和泥水的侵蚀。当进行十字板剪切试验时，首先将十字板剪切传感装置贯入土层至所需深度，由于土层对扭力传感器1产生向上的轴向力或者由于细微的角度偏差，对扭力传感器1产生径向力时，轻微转动探杆，使方头扭子6的柱状突起与方头连接柱7上的凹槽松动配合，二者之间无相互作用力。然后勻速转动探杆，通过扭力传感器带动方头扭子转动，由方头扭子 6柱状突起传动方头连接柱，进而使十字板头9转动，最终将剪切力通过扭力传感器1转变为电信号传导。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求1.一种高精度十字板剪切传感装置，包括有两端开口的连接套、扭力传感器(1)、十字板头(9)；所述扭力传感器(1)与探杆联接，所述连接套覆盖扭力传感器(1)设有应变片部分；其特征在于还包括装于连接套内的柱状方头扭子(6)和方头连接柱(7)，所述方头扭子(6) —端与扭力传感器(1)固定连接，另一端设有柱状突起，该柱状突起径向截面为多边形；所述方头连接柱(7) —端设有与方头扭子(6)柱状突起相对应的凹槽，并通过该凹槽与方头扭子(6)连接，另一端与通过连接套开口伸入的十字板头(9)尾端固定连接；所述凹槽与所述柱状突起之间间隙配合。
2.根据权利要求1所述的一种高精度十字板剪切传感装置，其特征在于所述方头扭子(6)上的柱状突起径向截面为三至六边形。
3.根据权利要求2所述的一种高精度十字板剪切传感装置，其特征在于所述十字板头(9)与方头连接柱(7)螺纹连接。
4.根据权利要求1-3所述任一项的一种高精度十字板剪切传感装置，其特征在于所述连接套包括连接套一(3)、连接套二( 和连接套三(8)；所述连接套一 C3)与连接套二 (5)固定连接，所述连接套二( 与连接套三(8)固定连接；所述连接套一 C3)覆盖扭力传感器(1)设有应变片部分；所述连接套二( 覆盖部分连接套一( 和方头扭子(6)；所述连接套三(8)覆盖部分连接套二 (5)和方头连接柱(7)，并将方头连接柱(7)固定于连接套三⑶内。
5.根据权利要求4所述的一种高精度十字板剪切传感装置，其特征在于所述连接套一⑶与扭力传感器⑴之间设有密封圈⑵；所述连接套一⑶和连接套二(5)之间设有密封垫G)，使扭力传感器(1)上设有应变片部分密封。
专利摘要本实用新型提供的一种高精度十字板剪切传感装置，属于地质勘探设备领域。包括有两端开口的连接套、扭力传感器、十字板头；所述扭力传感器与探杆联接，所述连接套覆盖扭力传感器设有应变片部分；还包括装于连接套内的柱状方头扭子和方头连接柱，所述方头扭子一端与扭力传感器固定连接，另一端设有柱状突起，该柱状突起径向截面为多边形；所述方头连接柱一端设有与方头扭子柱状突起相对应的凹槽，并通过该凹槽与方头扭子连接，另一端与通过连接套开口伸入的十字板头尾端固定连接；所述凹槽与所述柱状突起之间间隙配合。其设计精巧、结构简单，可以减少轴向或径向的干扰，提高试验的精度。可广泛运用于十字板剪切试验中。
文档编号G01N3/24GK202256073SQ20112035824
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者余小廉, 黄文生 申请人:中交第四航务工程勘察设计院有限公司