一种测量岩土表面应力的矩阵传感器的制作方法

1.本实用新型涉及岩土应力检测技术领域，尤其涉及一种测量岩土表面应力的矩阵传感器。


背景技术：

2.岩土体的变形检测是岩土工程、地质工程与隧道建设等领域的主要工作内容。自然界中的岩土体经过人工改造或受降雨、地震、水位变化等自然因素影响，可能产生不同程度的变形，在隧道工程建设中，将会存在岩土崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等危险情况。目前，根据检测技术的测量范围，需要人工携带全站仪到隧道内每一个检测点进行检测，再把测出来的数据通过手工记录下来，再录入到计算机进行计算分析，不仅工作量增加，还不能实时的对隧道岩土的形变情况进行检测。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种测量岩土表面应力的矩阵传感器，用以解决现有技术中工作量大，不能实时对隧道岩土的形变情况进行检测的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种测量岩土表面应力的矩阵传感器，包括：
5.至少一个顶针，所述顶针的一端用于与隧道岩土抵接；
6.液压组件，所述液压组件与所述顶针的另一端连接，所述液压组件能够根据隧道岩土形变幅值的大小而产生不同的压力值；
7.压力检测组件，所述压力检测组件能够测量出所述液压组件产生的所述压力值，所述压力检测组件用于与外部终端电连接，并且能够将所述压力值传送到外部终端上进行读取。
8.在一种可能的实现方式中，所述液压组件包括管体和弹性密封膜，所述管体内填充有压力流体，所述管体上设置有与所述顶针数量相等的安装座，所述安装座上开设有导向孔，所述弹性密封膜将所述管体内的空间与所述导向孔隔绝，所述顶针穿过所述导向孔伸入所述管体内与所述弹性密封膜抵接。
9.在一种可能的实现方式中，所述安装座内侧开设有卡槽，所述顶针上设置有限位部，所述限位部滑动设置于所述卡槽内，所述限位部能够限制所述顶针在所述安装座内的滑动位置。
10.在一种可能的实现方式中，所述管体内开设有元件室，所述弹性密封膜将所述元件室与所述管体内的空间进行分隔，所述压力检测组件设置于所述元件室内，所述压力检测组件与所述弹性密封膜抵接。
11.在一种可能的实现方式中，所述测量岩土表面应力的矩阵传感器还包括警报组件，所述警报组件设置于所述元件室中。
12.在一种可能的实现方式中，所述警报组件包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述压力检测组件电连接，当所述压力检测组件检测出的所述压力值超出预设值时，所述蜂鸣器进行
警报。
13.在一种可能的实现方式中，所述液压组件还包括第一接头和第二接头，所述第一接头设置于所述管体靠近所述元件室的一端，所述第二接头设置于所述管体远离所述元件室的一端。
14.在一种可能的实现方式中，所述第一接头上开设有导线通孔，所述导线通孔用于导线穿出，以将所述压力检测组件与外部终端电连接。
15.在一种可能的实现方式中，所述第二接头上设置有压力调节阀，通过所述压力调节阀能够对所述管体内的压力大小进行调节。
16.在一种可能的实现方式中，所述测量岩土表面应力的矩阵传感器还包括固定支架，所述固定支架设置于所述管体远离所述顶针的一侧，所述管体呈圆柱形状。
17.本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种测量岩土表面应力的矩阵传感器，包括至少一个顶针、液压组件和压力检测组件，顶针一端用于与隧道岩土抵接，顶针的另一端与跟液压组件连接，当隧道岩土发生形变时，通过顶针对隧道岩土的压力值进行采集，进一步的将该压力值转化到液压组件上，再经过压力检测组件对液压组件产生的压力值进行检测后传送到外部终端上进行读取，能够实现对隧道岩土的形变情况的实时检测，降低了人工成本的同时，还极大的提高了对隧道岩土的检测的精确度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1示出了测量岩土表面应力的矩阵传感器的整体结构示意图；
20.图2示出了另一个角度下的测量岩土表面应力的矩阵传感器的整体结构示意图；
21.图3示出了测量岩土表面应力的矩阵传感器的剖视结构示意图；
22.图4示出了图3中a部分的局部放大示意图。
23.主要元件符号说明：
24.100-顶针；110-限位部；200-液压组件；210-管体；211-安装座；2110-卡槽；220-弹性密封膜；230-元件室；240-第一接头；241-导线通孔；250-第二接头；251-压力调节阀；300-压力检测组件；400-蜂鸣器；500-固定支架。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.请参阅图1和图2，本实用新型提出一种测量岩土表面应力的矩阵传感器，应用于隧道岩土的形变检测，以避免隧道岩土因为形变而引起的坍塌造成的安全事故的发生，该测量岩土表面应力的矩阵传感器包括：至少一个顶针100、液压组件200和压力检测组件300，顶针100的一端用于与隧道岩土进行抵接，顶针100的另一端与液压组件200连接，压力检测组件300与液压组件200连接，压力检测组件300能够将液压组件200所产生的的压力值给计算出来。
31.在本实用新型的技术方案中，通过将顶针100的一端与隧道岩土进行抵接，顶针100的另一端与液压组件200连接，以将隧道岩土发生形变的状态经顶针100传递到液压组件200上，在液压组件200上产生相应的液压压力，进一步的通过压力检测组件300与液压组件200进行连接，以将液压组件200上产生的液压压力进行检测，通过将该液压压力的数据传送到外部终端上进行读取，进而实现对隧道岩土的形变情况的实时的、精确的进行检测。
32.请参阅图3，在本实用新型的技术方案中，液压组件200包括管体210和弹性密封膜220，在管体210上设置有与顶针100数量相等的安装座211，顶针100安装于安装座211内。
33.具体的，安装座211设置于管体210朝向隧道岩土的一侧，在该安装座211上开设有导向孔，该导向孔延伸伸入管体210后与管体210内的空间连通，进一步的，采用弹性密封膜220将导向孔和管体210内的空间进行分隔，使得管体210内部形成一个用于填充压力流体的封闭空间，进一步的，顶针100穿过导向孔后伸入管体210内与弹性密封膜220抵接。
34.请参阅图4，在安装座211的内侧开设有卡槽2110，在顶针100的侧边设置有限位部110，限位部110滑动设置于卡槽2110内，限位部110能够限制顶针100在安装座211内的滑动位置，以防止顶针110从安装座211中脱离。
35.请继续参阅图3，在管体210内开设有元件室230，弹性密封膜220将元件室230与管体210内的空间进行分隔，压力检测组件300设置于元件室230内。
36.具体的，压力检测组件300与弹性密封膜220进行抵接，当隧道岩土发生形变，进一步的推动顶针100对管体210内的压力流体进行挤压，相应的管体210内的压力流体会产生相应的压力值，通过压力检测组件300对该管体210内的液压流体进行检测，并且计算出液压流体的压力值，压力检测组件300跟外部终端电连接，能够将所检测得到的压力值传送到外部终端上进行读取。
37.请继续参阅图3，该测量岩土表面应力的矩阵传感器还包括警报组件，警报组件400和压力检测组件300共同安装于元件室230中。
38.具体的，警报组件包括但不限于蜂鸣器400和指示灯，蜂鸣器400和指示灯分别与压力检测组件300电连接，在本技术方案中，压力检测组件300包括但不限于压力传导元件，并且该压力传导元件可以将所检测的压力值传送到外部终端上进行读取，在所检测的压力值大于所设定的压力值时，蜂鸣器400自行通电后进行警报，实现对隧道岩土形变情况的实时警报提示，进而能够避免了因隧道岩土坍塌而造成人员伤亡的事故。
39.请参阅图2和图3，在该测量岩土表面应力的矩阵传感器中，液压组件200还包括第一接头240和第二接头250，第一接头240和第二接头250分别设置于管体210的两端。
40.具体的，第一接头240设置于管体210靠近元件室230的一端，第二接头250设置于管体210远离元件室230的一端，在第一接头240上开设有导线通孔241，该导线通孔241与元件室230连通，用于将与压力检测组件300连接的导线穿出，在导线通孔241的外缘还设置有防水胶，避免了液体渗入元件室230中。
41.在第二接头250上设置有压力调节阀251，该压力调节阀251与管体210连通，通过对压力调节阀251能够对管体210内的压力流体的压力值进行调节，进而能够是该测量岩土表面应力的矩阵传感器的检测能力更加精确，从而实现对隧道岩土的形变状态的精准检测。
42.可选的，压力调节阀251可以安装在管体210上，可以理解的是，在安装时能够对实现管体210内的压力流体的压力值进行调节的效果，也属于本技术方案的保护范围。
43.请参阅图1和图2，该测量岩土表面应力的矩阵传感器还包括固定支架500，该固定支架500设置于管体210上。
44.具体的，管体210呈圆柱形设置，固定支架500设置于管体210远离顶针100的一侧，在该固定支架500上设置有螺栓特征，测量岩土表面应力的矩阵传感器通过螺栓连接的方式固定。
45.可选的，固定支架500可以设置于管体210的两侧或其他地方，可以理解的是，固定支架500是用于对测量岩土表面应力的矩阵传感器与隧道岩土之间的位置进行固定的结构。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
47.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。