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一种基于微电容检测的围岩应变检测装置及方法

专利号(申请号):201510379126.9

专利类型:发明专利

所属行业:机械制造

交费状态:交费已下证

更新日期:2020-09-14 14:14:51

参考价:50000 元 (含:手续费及平台服务费)

专利详情:

【摘要】:

专利网">发明针对目前钻孔测量围岩应力传感器与钻孔耦合度不够、测量方向单一等问题,提供一种快速、准确的围岩应变检测装置及方法。该方法利用传感器与钻孔围岩进行良好耦合,能够对围岩应变进行实时测量,同时测量三维应变情况。这种测试方法的优点是安装及操作简单、便捷,测量准确,能够实时监控。

【主权项】:

一种基于微电容检测的围岩应变检测装置,该装置包括应变传感器、电容检测模块、数据处理模块,其中:应变传感器包括上极板、载体、中间介质、下极板;下极板与上极板正对且面积相等,上极板是一个整体,下极板分成n部分;上、下极板用螺丝固定在载体上,与圆柱形载体完全贴合;载体为中空的圆柱形,由具有较好弹性的及具有良好抗压性的材料构成;中间介质由压力泵注入应变传感器,其中,中间介质具有较大的相对介电常数;上极板、载体、中间介质、下极板构成n个平行板电容器;电容检测模块,包括电容检测芯片及外围电路,用于检测并计算平行板电容器的电容值,并发送给数据处理模块;其中,平行板电容器的电容值计算公式为C=ϵSd,]]>其中,ε是电容极板间介质的介电常数;d代表两平行极板间距离;S代表两平行极板正对面积;从公式可以看出,平行板电容器的输出电容与极板间距成反比,与极板间正对面积成正比;数据处理模块,用于根据电容值反馈围岩应变情况;其中,反馈围岩应变情况的具体过程为:对上极板与下极板组成的n个平行板电容器进行组合,测量其组合电容变化值,得出多个电容与位移、正对面积的方程,通过求解方程组得出上极板的三维坐标,从而得出三维应变情况。