专利名称：一种半固定组合的测量岩体应变装置的制作方法
一种半固定组合的测量岩体应变装置 本发明属于对岩体内部应变进行测量的技术。更具体地说是将测标环通过其支撑 管以单位长度间距嵌入被测岩体地质孔或人工预留孔内并将其喷浆固定，当岩体受到自身 重力、外部荷载、环境温度等物理因素变化时，测标环间距会发生改变，通过测试这种变化 量值，我们将其称为岩体应变测量技术。这里表述的岩体，不仅包括地质地貌概念中的岩 体，还应包括人工浇筑的各类混凝土工程结构体。这种应变测量技术在岩土工程中有着广 泛地应用。通常测试岩体应变的装置是使用一种埋入式应变计，这种应变计可以是钢筋应变 计，也可以是振弦式应变计，根据工程检测需要，将多个应变计埋入岩体孔内或结构内固 定，并逐个将其信号线引出孔外或结构外并通过二次仪表对其进行读数或测试。它至少有 三个缺点，一是应变计在岩体孔内或其支撑固定物在与周围岩体灌浆固定时，会直接受到 较大的砂浆流动冲击力从而致使应变计及其引出信号线受损，应变计成活率低，信号质量 导出不佳。注入砂浆与应变计周围接合时，在应变计周围局部结合面会形成气泡或因骨料 材质不均而产生应变计与砂浆实际粘合接触等效面积呈随机个异状态，这些因素都会使得 埋入的应变计其实际等效工作标距与理论标距率定值之间存在较大差异，使得埋入应变计 的实际应变测试值失准。二是受岩体孔径或构造限制，引出信号线过多过长也会给应变计 喷浆固定带来相当困难，从而不能按工程需要数目在有限的岩孔内安置应变计，三是埋入 式应变计只能一次性使用，不可回收重复使用，使用价格并不经济。此外，还有一种测试岩 体应变的装置，即滑动测微计，它也采用测标环及其间距支撑管预埋置入被测岩体孔内，通 过检测测标环间的距离变化来测试岩体应变量值。由于测标环受到其间距支撑管约束，在 喷浆固定时，测标环之间相对位置不会改变，测标环周围与砂浆粘合相对完好，测试时只需 将滑动测微计滑入岩体孔内逐一对各测标环间的轴向位移变化值进行测量即可得出岩体 应变值，这种测试得出的应变值，信号干扰小，数据置信度高。虽然，滑动测微计相对于埋入 式应变计而言其优点更为明显，但仍具有以下不足一是对同一岩孔内的岩体应变测试不 可进行长期连续性的，不间断的检测，即针对工程、自然灾害、环境变化要求，要对岩体应变 值进行连续性的、不间断的实时监测费时费力，在使用上具有一定局限性。二是由于滑动 测微计在测试时，需反复逐一对所有测标环对之间进行测试时，会对测标发生摩擦或碰撞， 重复这种接触和碰撞会导致接触面之间发生磨损或损伤变形，因此滑动测微计对测标环及 测微计测头相互接触面的机械加工精度、材质要求较高且只能单件加工成型。而测标环又 是只能一次性埋入使用且用量较大的易损零件，导致了在整个滑动测微计及其配套测标环 的制造和使用上，成本昂贵。三是在岩体受到不同荷载变化，或不同时间段的自然变化，滑 动测微计需反复或分别进入各测点岩孔之内对岩体应变发生改变状况进行测试，由于岩孔 内、、外、上、下温差较大，滑动测微计也会因工作环境温差变化而使其自身长度发生微小改 变，这也足以可能影响到应变测试精度及测试效果。滑动测微计以上的三点不足，使得其在 岩土工程中的广泛应用受到了较大限制。本发明旨在提出一种半固定组合的岩体应变测量装置，它针对上述埋入式应变计 及滑动式测微计的不足作了很大改进，既保留了埋入式应变计可进行长期连续、不间断地
4实时监测的优点，又可避免埋入式应变计，安装调试繁杂，成活率低，信号质量不佳或失准， 及滑动测微计不可进行长期的，持续的，实时监测或因温差、测标环接触面损伤带来的测试 误差等缺点。此外，这种半固定组合的岩体应变测量装置在测试中除测标环及其间距支撑 管是一次性使用外，其它部分均可回收，重复使用。这种岩体应变测量装置中的各独立应变 测试单元组合安置于各测标环之间固定后，工作环境十分稳定，整个测试过程中不会象使 用滑动测微计那样，需重复移动测试，也不会发生接触头与测标环接触面之间的反复摩擦 碰撞导致损坏或误差。本发明对接触固定部位的机械加工精度、材质要求不高，可采用价格 低廉的铅锌合金开模压铸批量制造，从而提高了测试质量，降低了测试成本。本发明的最佳实施例请参见如下

图1为本发明的总体工作示意图。图2为本发明独立应变测试单元机械结构、应 变读数缓存控制器与测标环相互连接关系示意图。图12为本发明独立应变测试单元电原 理示意图。图1、图2、图12中，(1)为测标环、(2)为测标环间距支撑管、(3)为独立应变测试 单元、(4)为非有线数据通讯收发器、(5)为应变读数缓存控制器、(6)为在测标环轴向位置 中部，其径向面装有二个互为背向的上、下圆锥形座、(7)为岩体孔内、(8)为独立应变测试 单元外壳支撑、(9)为独立应变测试单元轴向二端分别为一个球面形状接触头、(10)为无 线通讯天线、(11)为应变读数缓存控制器外壳。图1、图2、图12中，应变读数缓冲控制器(5)在岩体孔外上部，岩体孔内(7)各测 标环之间依序排列了多个独立应变测试单元(3)。本发明提出了这样一种半固定组合的岩体应变测量装置，该装置由测标环(1)、测 标环间距支撑管(2)、若干带有非有线数据通讯收发器(4)的独立应变测试单元(3)和一 个带有非有线数据通讯收发器(4)的应变读数缓存控制器(5)组成；在测标环(1)轴向位 置中部，其径向面装有二个互为背向的上、下圆锥形座(6)，测标环(1) 二端分别与测标间 距支撑管(2)连接，并以等间距嵌入岩体孔内(7)；独立应变测试单元外壳支撑(8)为一圆 管结构，其轴向二端分别为一个球面形状的接触头(9)，二个非有线数据通讯收发器(4)分 别安装在其球面形状的接触头(9)端部，置于岩体孔内(7)各独立应变测试单元外壳支撑二端的球面形状的接触头(9)可分别与相邻二个测标环上、下圆锥形座(6)面相互接 触，相邻二个独立应变测试单元(3)之间的非有线数据通讯收发器(4)则首尾面面相对，各 独立应变测试单元(3)依序由岩孔底部从下而上分别在测标环(1)之间组合排列，直至排 列距岩体孔内(7)顶部最后一个测标环的下圆锥形座(6)面之下，应变读数缓存控制器外 壳(11)底部也做成为一个球面形状的接触头(9)状，参见图11，安装在距岩体孔内(7)顶 部最后一个测标环(1)的上圆锥形座(6)面之上，应变读数缓存控制器(5)中有二个非有 线数据通讯收发器(4)，其中一个安装在其外壳(11)底部球面形状接触头(9)的端部，并与 距岩体孔内(7)顶部的独立应变测试单元(3)的非有线数据通讯收发器(4)面面相对，另 一个与位于应变读数缓存控制器外壳(11)上部的无线通讯天线(10)相连接。图2及图12分别为独立应变测试单元内部结构及电原理示意图。图2、图12中，(9)为单元外壳二端接触头、(8)为独立应变测试单元外壳支撑、 (13)为伸缩弹簧、(14)为接触头转动关节、(15)为挂钩插销、(16)为测微计、(17)为电子 信号调理及数字信号采集电路板，(18)为供电电源、(19)为测微计活动测杆、(20)为测微计外壳、(21)为测微计应变信号输出端、(22)为电子信号调理及数字信号采集板的信号输 入端、(23)为电子信号调理及数字采集板数字信号输出端。本发明的独立应变测试单元由单元外壳二端接触头(9)、独立应变测试单元外壳 支撑(8)、伸缩弹簧(13)、接触头转动关节(14)、挂钩插销(15)、测微计(16)、电子信号调 理及数字信号采集电路板(17)，供电电源(18)，二个非有线数据通讯收发器(4)组成；独 立应变测试单元外壳支撑(8)由多个圆管分段连接而成，单元外壳二端接触头(9)分别在 独立应变测试单元外壳支撑(8)圆管轴向二头的端部，其中一头直接连向接触头转动关节 (14) 一端，其头部径向平面沿轴向向内开有一孔，参见图6，孔内装有挂钩插销(15)及一个 非有线数据通讯收发器(4)，转动关节(14)的另一端连向独立应变测试单元外壳支撑(8) 圆管，转动关节(14)可以在一定范围内左右转动，伸缩弹簧(13)的一端与独立应变测试单 元外壳支撑(8)圆管相连接，伸缩弹簧(13)的另一端连向测微计(16)活动测杆(19)，测 微计采用位置编码式磁性位移传感器为宜，它具有分辨率高，稳定可靠性好的优点，伸缩弹 簧(13)可以使得独立应变测试单元(3) 二端之间长度可伸缩变化并在二测标环之间提供 恒定的支撑力，长度变化范围一般大于一个测标环筒体高度为宜，测微计外壳(20)同独立 应变测试单元外壳支撑(8)圆管相连接，单元外壳二端接触头(9)的另一头直接同独立应 变测试单元外壳支撑(8)相连接，其头部径向平面沿轴向向内也开有一孔，孔内装有另一 个非有线数据通讯收发器(4)；供电电源(18)分别与测微计(16)、电子信号调理及数字信 号采集板(17)、非有线数据通讯收发器(4)相连接并供电，测微计(16)的应变信号输出端 (21)同电子信号调理及数字信号采集板(17)的信号输入端(22)相连接，电子信号调理及 数字采集板数字信号输出端(23)分别同二个非有线数据通讯端口收发器相连接；位于测 标环(1)间的各独立应变测试单元(3)测微计感测的应变信号在电子信号调理及数字信号 采集电路板(17)内转换成数字信号并在驻留在电路板内的软件控制下，均由其首尾位置 面面相对的非有线数据通讯收发器(4)逐一由内向外传送到位于岩体孔外的应变读数缓 存控制器(5)中。图3为应变读数缓存控制器电原理示意图。图2、图3中，(4)为非有线数据通讯收发器、(24)为CPU及缓冲存储器、(25)为 供电电源、(10)为无线通讯天线、(26)为非有线数据通讯收发器数据收发的输入端。本发明中的应变读数缓存控制器(5)是由二个非有线数据通讯收发器(4)、CPU及 缓冲存储器(24)、供电电源(25)、无线通讯天线(10)组成；供电电源(25)分别同二个非有 线数据通讯收发器(4)、CPU及缓冲存储器相连接(24)，CPU及缓冲存储器(24)分别与二个 非有线数据通讯收发器数据收发的输入端(26)相连接，其中一个非有线数据通讯收发器 (4)直接与无线通讯天线(10)相连接；在驻留在CPU及缓冲存储器(24)的软件控制下，完 成对岩体孔内所有独立应变测试单元(3)的应变测试数据的转储及数据向外传送，与其它 微机连通后，可对测试数据进行网络化监测与管理。图4，图5，图6分别为本发明测标环(1)及独立应变测试单元外壳二端接触头(9) 的三维结构图，其中图4为测标环(1)三维侧向半剖视图，图5为测标环(1)三维轴向俯视 图，图6为独立应变测试单元外壳二端接触头(9)三维轴向俯视图。图7，图8，图9，图10 分别为测标环(1)及独立应变测试单元外壳二端接触头(9)之间二维安装接触位置示意 图。
图4，图5，图6，图7，图8，图9，图10中，(1)为测标环圆形筒体，(30)为测标环 筒体二端径向内侧，(6)为测标环上、下圆锥形接触座，(27)为呈花瓣状宽槽，(28)为宽槽 支撑台，(31)为窄槽，(15)为挂钩插销、⑷为非有线数据通讯收发器，(29)为窄键，(32) 为呈花瓣状宽键。其中(6)为测标环上、下圆锥形接触座，(28)为宽槽支撑台(参见图4， 图5)为同一部件的二种不同的描述，前者强调的是虽被宽窄槽分割，但还是圆锥型接触座 整体，后者强调的是圆锥型接触座被宽窄槽分割的一部分作为支撑台，它们在径向为同一 工作接触面。图1，图2，图4，图5，图6，图7，图8，图9，图10中，测标环是一个圆形筒体(1)， 在工程使用中不可回收，且用量较大，本发明采用铅锌合金开模压铸制造会使其价格低廉， 测标环间距支撑管(2)为普通PVC塑料管，其二端径向外侧分别插入相邻测标环筒体二端 径向内侧(30)，测标环⑴与测标环间距支撑管(2)轴向相互连接支撑并预埋或置于岩体 孔内(7)喷浆固定，测标环上、下圆锥形接触座(6)面互为背向且分别位于测标环筒体轴向 内侧轴向二分之一处的二边，在其径向位置上被分割为多个呈花瓣状的锥形面宽槽支承台 (28)，每个锥形面宽槽支承台(28)中间二分之一处开有一个窄槽(31)，测标环上、下圆锥 形接触座(6)面的二个圆锥大口径面分别朝向测标环圆状筒体轴向二端，其径向呈花瓣状 的宽(27)、窄槽(31)则分别与测标环筒体轴线方向平行；独立应变测试单元外壳二端接触 头(9)外形复杂，采用铅锌合金开模压铸制造价格低廉，其径向平面上被分割为多个呈花 瓣状的宽键(32)，多个呈花瓣状的宽键(32)其轴向平面朝其径向平面形成一个球面使独 立应变测试单元外壳二端接触头(9)端部分别呈现为一个花瓣状分布的球状面，每个位于 呈球状面接触头的宽健(32)，在其径向二分之一位置处其轴向再凸起一窄键(29)延至球 状面接触头(9)的轴向端部，径向呈多个花瓣状分布的宽(32)、窄键(29)分别与独立应变 测试单元二端接触头(9)的外壳支撑管轴线方向平行，其球状面可分别与测标环上、下接 触座(6)呈圆锥形面宽槽支承台(28)相互接触，其窄键(29)则可分别滑入测标环上、下圆 锥形接触座面(6)的窄槽(31)之中并与之配合接触。宽键(32)的作用在于其端部的球面 状与宽槽支承台(28)相接触，使得进入测标环对之间的独立应变测试单元的一端不会上 下移动，窄键(29)的作用在于滑入窄槽(31)后，会使得独立应变测试单元的一端不会左右 转动。本发明所说的岩体应变测量装置在使用时，各独立应变测试单元需安装于二个测 标环之间，这二个测标环分别称为上或下部测标环。测试前，先必需用带有插头的连接杆插 入独立应变测试单元(3)外壳二端接触头(9)，沿其头部开孔与孔内挂钩插销(15)连接， 再送入岩体孔内指定位置。连接杆可根据岩体孔深分段加长，连接杆上刻有记号与岩体孔 内预埋的测标环深度位置相对应。在自由状态下，由于伸缩弹簧(13)的伸张作用，独立应 变测试单元二端的长度大于上下部测标环之间的间距，也就是说当独立应变测试单元二端 接触头一头已与指定位置下部测标环接触时，另一头还在上部测标环位置的上方。送入前， 需调整好接触头转动关节(14)角度位置，使独立应变测试单元二端外壳接触头(9)沿轴线 平行的呈花瓣状的宽键(32)在同一角度位置上。送入时，独立应变测试单元二端外壳接触 头上呈花瓣状分布的宽键(32)可以穿行通过测标环上、下接触座(6)中呈圆锥形面呈花 瓣状分布的宽槽(27)，当连接杆上的记号接近送入指定测标环(1)对应位置时，再顺时针 转动连接杆，使独立应变测试单元二端接触头(9)径向呈多个花瓣状分布的宽(32)、窄键(29)分别与下部的测标环上、下接触座(6)呈圆锥形面宽槽支承台(28)相互接触，其窄键 (29)则可分别滑入下部测标环圆锥形接触座面(6)的窄槽(31)之中并与之配合接触。此 时，再将连接杆向下压住并同时逆时针转动连接杆，它会使独立应变测试单元中的转动关 节(14)按一定角度转动，伸缩弹簧(13)压缩后，独立应变测试单元二端相对长度缩短，该 独立应变测试单元上端接触头(9)上端球状面分布的宽键(32)能够穿行通过上部测标环 上、下接触座(6)呈圆锥形面呈花瓣状的宽槽，到该达上部测标环的下方，然后顺时针转动 连接杆并让伸缩弹簧向上自由伸张，则该独立应变测试单元二端接触头(9)上端径向呈多 个花瓣状分布的宽(32)、窄键(29)分别与上部测标环的下接触座(6)呈圆锥形面宽槽支承 台(28)相互接触，其窄键(29)则可分别滑入该测标环下圆锥形接触座面(6)的窄槽(31) 之中并与之配合接触，此时，该独立应变测试单元(3)已安置固定于二个测标环(1)之间， 只要逆时针转动连接杆并向上拔出，即可脱离独立应变测试单元内的挂钩插销(15)，从而 完成一个将独立应变测试单元(3)置入岩体孔内(7)指定位置的动作。只要不断重复上述 动作过程，即可将所有独立应变测试单元逐一由下而上安装固定在岩体孔内(7)预置的各 测标环之间。若按上述动作过程逆向操作，也可将各独立应变测试单元逐一置出岩体孔外， 使各独立应变测试单元可重复使用，实现了本发明所说的半固定组合安装，这样单次使用 成本将大为降低。置入后的各独立应变测试单元，只要是在测试工作状态就不会被移出岩体孔外， 一直在固定的位置工作，岩体孔内环境温度变化不大，对测试误差影响很小。各独立应变测 试单元自带有电源系统，一般采用锂电池，充电一次应能保证连续工作期限长达数月乃至 一年之上更好，这样有利于对岩体应变信息进行长期、连续性、不间断地实时监测。如果岩 体孔内(7))有水或泥浆，非有线数据通讯收发器(4)将不会采用数字红外串行通讯或数字 无线串行通讯收发器，此时应采用本发明非有线数据通讯收发器(4)另表述的一种数字声 频串行通讯收发器来完成独立应变测试单元之间的数据传送工作。数字声频技术是一种将 数字信号转换为声波振动信号，或再由声波振动信号转换为数字信号的技术，声波信号是 可以在水或泥浆中传播的，而红外和无线信号则不能。本发明仅只要求声波信号在水或泥 浆中传播不到十个厘米远的距离，所以采用数字声频串行通讯收发器在技术上实现起来并 不难。为此，本发明所提及的数字红外、数字无线、数字声频串行通讯收发器的应用，均在本 发明非有线数据通讯收发器(4)所描述的非直接接触式数字串行通讯技术范围之内，应该 得到保护。采用数字声频串行通讯收发器可能更适于在岩体孔内复杂环境下的数据传送。 这种半固定组合的应变测试装置对基桩轴力、桩周摩阻分布的测试更显优点。所谓基桩轴 力、桩周摩阻分布测试，是在基桩竖向依序埋入测标环(1))及其之间的间距支撑管⑵并 灌浆固定，各独立应变测试单元(3)依序由下而上置入测标环对之间固定，直至基桩上方 顶部，安放好应变读数缓存控制器(5)及无线通讯天线(10)后便可对基桩逐级施加荷载， 各独立应变测试单元(3)测试的数据经非有线数据通讯收发器(4)、应变读数缓存控制器 (5)传输转储后不断传入微机，即可实时得出基桩在逐级荷载状况下，不同深度位置与应变 的对应关系图，也就是从位置、荷载、应变三者关系得出基桩轴力、桩周摩阻分布示意图。测 试完成后，各独立应变测试单元又可沿孔口从上而下依序逐个取出，下次重复使用。以上文中所叙述的非有线数据通讯收发器(4)，只要是采用非有线或非直接接触 在各独立应变测试单元之间完成数据传输功能的串行数据通讯收发器均在本发明保护范
8围之内，它可以是一种数字红外串行通讯收发器，可以是一种含有内藏式天线的数字无线 串行通讯收发器，也可以是一种数字声频串行通讯收发器。故在本发明中，只有通过上述数 字串行通讯收发方式才能在各独立应变测试单元之间逐一传递完成测试数据向地面发送 的任务，而无需连接电缆完成，提高了工作可靠性。由于工作时，各独立应变测试单元二端 的非有线数据通讯收发器(4)之间距离仅数厘米，其首尾又面面相对，故对上述这些收发 器芯片功能技术指标要求不高，况且以上都是现有的成熟技术，其芯片可直接在市场上买 到，从而实现其技术功能容易，价格低廉。
以上是本发明最佳的实施例。综上所述，本发明的要点在于1、利用伸缩弹簧、转动关节、挂钩插销、接触头呈花瓣状分布的宽窄键、测标环圆 锥形接触座面、呈花瓣状的宽窄槽及其宽槽支承台这些机构配合工作，很好地解决了各独 立应变测试单元与各测标环在接触部位之间可靠地接触固定的问题，实现了各独立应变测 试单元可自由进出岩体孔内，按序组合半固定安装目的。2、利用首尾面面相对安装的非有线数据通讯收发器，无需在岩体岩孔内、孔外布 置电缆线，通过使用非直接接触式数据传输技术，简便易行的就使得各独立应变测试单元 能够按序组合，协同应变测试工作，很好地解决了深埋于岩体孔内各独立应变测试单元之 间数据可靠传输、转储、及向其它计算机传送信息的问题。实现了对岩体应变测量的数字化 测试，数字化处理，网络化监测管理的目的。3、各独立应变测试单元在岩体孔内测标环对之间排序组合，自由进出，测试位置 固定，不易损坏，自成独立测试体系，不受环境温度变化影响，测试信号稳定可靠，操作安装 安全方便，实现了对岩体应变测量可进行连续长期的实时监测的目的。各独立应变测试单 元还可回收重复利用，降低了测试成本。由此可见，本发明提出的这种半固定组合的测量岩体应变装置相对于埋入式应变 计及滑动式测微计而言，无论是在固定安装方式上，工作测试效果上，还是在信息化管理与 控制方面，技术上有所突破，更具显著优点，尤其应用在工程灾害，地质灾害预警预报，施工 监测管理，工程质量监督与管理等领域中意义重大，相信本发明有着更为广泛地应用前景。
权利要求
一种利用测标环以等间距嵌入岩体孔内，通过测微计感测各测标环间距离变化的岩体应变测量装置，其特征在于该装置由测标环、测标环间距支撑管、若干带有非有线数据通讯收发器的独立应变测试单元和一个带有非有线数据通讯收发器的应变读数缓存控制器组成；在测标环轴向位置中部，其径向面装有二个互为背向的上、下圆锥形座，测标环二端分别与测标支撑管连接，并以等间距嵌入岩体孔内；独立应变测试单元外壳为一圆管结构，其轴向二端分别为一个球面形状的接触头，二个非有线数据通讯收发器分别安装在其球面形状的接触头端部，置于岩体孔内各独立应变测试单元外壳二端的球面形状的接触头可分别与相邻二个测标环上、下圆锥形座面相互接触，相邻二个独立应变测试单元之间的非有线数据通讯收发器则首尾面面相对，各独立应变测试单元依序由岩孔底部从下而上分别在测标环之间组合排列，直至排列距岩体孔内顶部最后一个测标环的下圆锥形座面之下，应变读数缓存控制器外壳底部也做成为一个球面形状的接触头状，安装在距岩体孔内顶部最后一个测标环的上圆锥形座面之上，应变读数缓存控制器中有二个非有线数据通讯收发器，其中一个安装在其外壳底部球面形状接触头的端部，并与距岩体孔内顶部的独立应变测试单元的非有线数据通讯收发器面面相对，另一个与位于应变读数缓存控制器外壳上部的无线通讯天线相连接。
2.根据权利要求1所说装置中的独立应变测试单元，其特征在于独立应变测试单元由 单元外壳二端接触头、独立应变测试单元外壳支撑、伸缩弹簧、接触头转动关节、挂钩插销、 测微计、电子信号调理及数字信号采集电路板，供电电源，二个非有线数据通讯收发器组 成；独立应变测试单元外壳支撑由多个圆管分段连接而成，单元外壳二端接触头分别在独 立应变测试单元外壳支撑圆管轴向二头的端部，其中一头直接连向接触头转动关节一端， 其头部径向平面沿轴向向内开有一孔，孔内装有挂钩插销及一个非有线数据通讯收发器， 转动关节的另一端连向独立应变测试单元外壳支撑圆管，伸缩弹簧的一端与独立应变测试 单元外壳支撑圆管相连接，伸缩弹簧的另一端连向测微计活动测杆，测微计外壳同独立应 变测试单元外壳支撑圆管相连接，单元外壳二端接触头的另一头直接同独立应变测试单元 外壳支撑相连接，其头部径向平面沿轴向向内也开有一孔，孔内装有另一个非有线数据通 讯收发器；供电电源分别与测微计、电子信号调理及数字信号采集板、非有线数据通讯收发 器相连接并供电，测微计的应变信号输出端同电子信号调理及数字信号采集板的信号输入 端相连接，电子信号调理及数字采集板数字输出端分别同二个非有线数据通讯端口收发器 相连接；位于测标环间的各独立应变测试单元测微计感测的应变信号在电子信号调理及数 字信号采集电路板内转换成数字信号并在驻留在电路板内的软件控制下，均由其首尾位置 面面相对的非有线数据通讯收发器逐一由内向外传送到位于岩体孔外的应变读数缓存控 制器中。
3.根据权利要求1所说装置中的应变读数缓存控制器，其特征在于该控制器是由二个 非有线数据通讯收发器、CPU及缓冲存储器、供电电源、无线通讯天线组成；供电电源分别 同二个非有线数据通讯收发器、CPU及缓冲存储器相连接，CPU及缓冲存储器分别与二个非 有线数据通讯收发器数据收发的输入端相连接，其中一个非有线数据通讯收发器与无线通 讯天线相连接；在驻留在CPU及缓冲存储器的软件控制下，完成对岩体孔内所有独立应变 测试单元的应变测试数据的转储及数据向外传送的功能。
4.根据权利要求1所说装置中的测标环及权利要求2所说装置中的独立应变测试单元外壳二端接触头，其特征在于测标环是一个圆形筒体，测标环间距支撑管二端径向外侧分 别插入相邻测标环筒体二端径向内侧，测标环与测标环间距支撑管轴向相互连接支撑并预 埋或置于岩体孔内喷浆固定，测标环上、下圆锥形接触座面互为背向且分别位于测标环筒 体轴向内侧轴向二分之一处的二边，在其径向位置上被分割为多个呈花瓣状的锥形面宽槽 支承台，每个锥形面宽槽支承台中间二分之一处开有一个窄槽，测标环上、下圆锥形接触座 面的二个圆锥大口径面分别朝向测标环圆状筒体轴向二端，其径向平面上呈花瓣状的宽、 窄槽则分别与测标环筒体轴线方向平行；独立应变测试单元外壳二端接触头其径向平面上 被分割为多个呈花瓣状的宽键，多个呈花瓣状的宽键其轴向平面朝其径向平面形成一个球 面使独立应变测试单元外壳二端接触头端部分别呈现为一个花瓣状分布的球状面，每个位 于呈球状面接触头的宽健，在其径向二分之一位置处其轴向再凸起一窄键延至球状面接触 头的轴向端部，径向呈多个花瓣状分布的宽、窄键分别与独立应变测试单元二端接触头的 外壳支撑管体轴线方向平行，其球状面可分别与测标环上、下接触座呈圆锥形面宽槽支承 台相互接触，其窄键则可分别滑入测标上、下圆锥形接触座面的窄槽之中并与之配合接触。
全文摘要
本发明涉及一种半固定组合的测量岩体应变装置。该装置由测标环、测标环间距支撑管、带有非有线数据通讯收发器的独立应变测试单元和应变读数缓存控制器组成。各独立应变测试单元分别依序组合置入岩体孔内相邻的二测标环间，独立应变测试单元外壳二端球面状接触头与相邻测标环上、下圆锥接触座面分别相互接触固定，各独立应变测试单元外壳二端接触头的端部，分别安装有非有线数据通讯收发器，并与相邻独立应变测试单元非有线数据通讯收发器首尾面面相对，测标环间各独立应变测试单元感测的应变值经单元内电子信号调理及数字信号采集板处理后，在软件控制下由其首尾对应的非有线数据通讯收发器逐一从内向外传送到位于岩体孔外的应变读数缓存控制器中，并通过无线通讯方式与计算机连接传数。
文档编号G01B5/30GK101949679SQ20101025621
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者崔文, 程乐平, 程红, 程肯, 罗玉林, 胡聪 申请人:武汉华岩电子有限责任公司