Датчик давления грунта

 

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА, содержа1ций корпус, мембрану, связанную через цилиндрический шток с преобразователем , отличающийс я тем, что, с целью упрощения контроля характеристик датчика, в корпусе датчика установлены два электромагнита , первый из которых с неподвижным , а второй с Подвижным сердечником , упругая пластина и подпружиненная пластина, цилиндрический шток закреплен на конце упругой пластины, другой конец которой прикреплен к корпусу, при этом один торец штока контактирует с мембраной, а напротив второго торца с зазором расположен сердечник первого электромагнита, в зазоре размещена подпружиненная пластина , выполненная с отверстием, диаметр которого больше диаметра штока, причем подпружиненная пласти- S на связана с сердечником второго (О элект ромагнита, а преобразователь выполнен в виде тензорезисторов, укрепленных на упругой пластине.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4 (5 1 ) G 0 1 Ь 7 / 08

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3614811/24-10 . (22) 28.04.83 (46) 30.01.85. Бюл.Р 4 (72) A В.Голубев, В.Н.Денисов, В.С.Жашков и Н.С.Четыркин (71) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им.Н.M.Герсеванова (53) 531.787(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 838463, кл. С 01 1 9/10, 1981.

:2. Исследования по основаниям, фундаментам и механике грунтов. Под ред.И.М.Литвинова,Н.С.Метелюка.Киев, Будивельник, 1969, с.120,рис.2 (прототип).. (54)(57) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА, содержащий корпус, мембрану, связанную через цилиндрический шток с преобразователем, отличающийся тем, что, с целью упрощения контроля характеристик датчика, в корпусе датчика установлены два электромагнита, первый из которых с неподвижным, а второй с подвижным сердечником, упругая пластина и подпружиненная пластина, цилиндрический шток закреплен на конце упругой пластины, другой конец которой прикреплен к корпусу, при этом один торец штока контактирует с мембраной, а напротив второго торца с зазором расположен сердечник первого электромагнита, в .зазоре размещена подпружиненная плас.тина, выполненная с отверстием, диаметр которого больше диаметра штока, причем подпружиненная пласти- Я на связана с сердечником второго электромагнита, а преобразователь выполнен в виде тензорезисторов, укрепленных на упругой пластине. С:

1137358

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям давления грунта и горных пород на подземные сооружения.

Известны датчики давления, содержащие мембранный чувствительный 5 элемент, шток, прижатый одним торцом к этому элементу, и преобразователь перемещения штока, при этом напротив другого торца штока с зазором установлен электромагнит, ве- 19 личина зазора регулируется перемещением электромагнита с помощью ручного привода, снабженного лимбом(1).

Недостатком такого устройства является то, что оно не приспособлено для измерения грунта и для изменения величины зазора, который необходим для более полного контроля работы узла шток-преобразователь, в процессе эксплуатации используется ручной привод, что приемлемо только в случае наличия доступа к датчику.

Наиболее близким по достигаемому результату и технической сущности к изобретению является датчик давления грунта, содержащий корпус, мембрану, связанную штоком с преобразователем 2) .

Однако известный датчик не имеет средств контроля характеристик в процессе эксплуатации, Для его проверки (тарировки) требуется его демонтаж и изъятие из эксплуатации, что не всегда возможно.

Целью изобретения является упрощение контроля характеристик датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления грунта, со- 40 держащем корпус, мембрану, связанную через цилиндрический шток с преобразователем, в корпусе датчика установлены два электромагнита, первый из которых с неподвижным, а вто- 45 рой с подвижным сердечниками, упругая пластина И подпружиненная пластина, цилиндрический шток закреплен на конце упругой пластины, другой конец которой прикреплен к корпусу, при этом один торец штока контактирует с мембраной, а напротив второго торца с зазором расположен сердечник первого электромагнита, в зазоре размещена подпружиненная пластина, выполненная с отверстием, диаметр которого больше диаметра штока, причем подпружиненная пластина связана с сердечником второго электромагнита> а преобразователь выполнен в виде тензорезисторов, укрепленных на упругой пластине.

На чертеже изображен предлагаемый датчик с измерительным устройст- вом. 65, !

Датчик содержит рабочую мембрану

1, корпус 2, упругую пластину 3, жестко скрепленную со штоком 4, упруго прижатым к мембране 1, электромагнита 5 с сердечником б, обра= зующим зазор с торцом штока 4, где установлена подпружиненная пластина

7, соединенная с электромагнитом 8 и возвратной пружиной 9. На упругой пластине 3 установлен преобразователь 10.

Датчик работает следующим образом.

При действии внешней нагрузки рабочая мембрана 1 прогибается, воздействуя посредством штока 4 на пластину 3, сигнал с преобразователя 10 который преобразуется в соответствующие показания регистрирующей аппаратуры. При этом мембрана 1 и пластина 3 рассчитаны на работу в упругой стадии, что обеспечивает линейную зависимость между нагрузкой на мембрану 1 и показаниями регистрирующей аппаратуры. При включении электромагнита 5 шток 4 притягивается до упора в сердечник б. С помощью электромагнита 8 и возвратной пружины 9 пластина 7 перемещается по сердечнику 6 и перекрывает или освобождает зону касания штоком

4 сердечника 6. При включении сначала электромагнита 8,а затем электромагнита 5 шток 4 притягивается до упора в пластину 7.

Тарировка датчика, кроме обычной зависимости между давлением на мембрану 1 и показаниями регистрирующей аппаратуры, включает запись отсчетов этой аппаратуры при включенном электромагните 5, когда шток 4 упирается в сердечник б, а затем при включенном электромагните 8 и последующем включении электромагнита 5, когда шток 4 упирается,в пластину 7. Таким образом, в результате тарировки получается зависимость между перемещением штока 4 и показаниями регистрирующей .аппаратуры с тремя характерными точками. Начальная T< ÷êà на этой прямой соответствует нулевому давлению на мембрану 1, вторая точка соответствует положению, когда шток 4 упирается в пластину 7 и третья — когда шток 4 упирается в сердечник б. Поскольку толщина пластины 7 заранее известна, то сравнивая данные, полученные в процессе контроля, с данными, полученными в процессе снятия аналогичных характеристик в начале эксплуатации, можно внести соответствующую поправку, учитывающую изменение упругости пластины 3 и характеристик преобразователя 10.

Технико-экономическая эффективность предложенного датчика заклю1137358 процессе его эксбез его демонтаСоставитель А.Соколовский

Редактор Н.Швыдкая ТехредТ.Дубинчак

Корректор О.Луговая

Заказ 10513/31 Тираж 898

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 чается в упрощении контроля за счет воэможности дистанционного контроля нескольких точек характеристики датчика в плуатации жа.