智能空心包体监测与测试数字应力传感器

技术背景

地应力是蓄存在岩体内部未受扰动的应力，作为确定地壳力学状态的基础数据和导致岩体变形与破坏的关键因素。在进行各种地下或露天岩石工程开挖时，由于工程的扰动，围岩应力场会不可避免的产生变化，从而形成“开挖荷载”并进一步导致岩体变形破坏。在这些工程的施工过程中，坚硬岩层发生岩爆、软弱岩层产生围岩流变以及坝体受力变形等灾害屡屡发生，给建设活动带来了巨大挑战。因此准确地测量与评估工程区域地应力场，在采矿、水利建设、工程建筑、交通等众多领域均至关重要。空心包体法可通过单个钻孔一次测量获得测点的三维地应力状态，通过地应力测量可以掌握工程区域的应力状态并预判围岩潜在破坏形式，可为岩土工程的安全开挖与支护设计提供关键依据。

技术特点

l 应力数据采集单元与地应力感应传感器一体化；

l 用于组网进行地应力实时监测，也可以用于应力解除法的地应力测试；

l 传感器具有三维姿态测量功能；可以实时测试传感器的三维角度；

l 探头集成三维应力算法，直接上传（或存储）三维应力，可传输12道的应变变化量；

l 数据采集率可通过隔离485线或组网进行设置，采集率0.001~1000Hz任意设置，也可以任意查询采集；

l 应力解除法的地应力测试时，从安装时就进行数据实时采集，并存储在应力数据采集单元，可存储1个月的采集数据量，测试时不需要通过电缆与外部设备连接；

l 监测平台（库）具有存储、显示及其地应力计算等功能。

智能型应力应变采集单元

1）精度：测量值的±0.02%；

2）分辨率：0.1个微应变；

3）量程：±8388608微应变（24位AD）

4）供桥电压：3V；

5) 接桥方式：全桥接桥方式；

6）灵敏系数：浮点数（带6位小数点），通过485设置

7）适用电阻应变片阻值：120Ω；

8）存贮空间：512Mbit

9）通信方式：网络或隔离485

10）采集速率：0.001～1000Hz任意设置，支持查询采集。

智能型应力应变采集单元图

智能型应力应变采集单元

1）空心包体直径：36mm；

2）应力计全长：290mm；

3）丝栅尺寸：3*2mm，应变极限20000μm/m；

4）应变计电阻值：120±0.5Ω；

5）应变计灵敏度系数：2.11±1%，自带温度补偿；

6）桥路配置：12路全桥电路；

7）钻孔规格：测量小钻孔直径36.5～38.0mm，套芯钻孔直径130mm；

8）应力范围：0～70MPa；

9）应力计温度范围：0～70℃；

10）供电：12伏直流（监测时用）或12伏电池（测试时用）。

地应力传感器单元（三维空心包体）