[发明专利]隧道接触压力的测试装置及方法

权利要求书

1.一种隧道接触压力的测试装置，其特征在于：包括自上而下堆叠设置的着力面板、膜片式受压传感器以及基底面板，所述着力面板与所述基底面板共同将所述膜片式受压传感器包裹起来且三者封装固定在一起，所述着力面板用于将接触压力均匀的传递至膜片式受压传感器，所述膜片式受压传感器用于将接触压力转化为电阻信号。

2.如权利要求1所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述膜片式受压传感器包括基膜、压敏材料以及导线组件，所述压敏材料均匀排布在所述基膜上，所述压敏材料在受到压力时，压力值与电阻值之间呈幂函数关系，所述导线组件用于将各压敏材料的电阻信号传递给电阻值监测设备。

3.如权利要求2所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述导线组件包括内接导线、接线柱以及外接导线，所述内接导线连接相邻的压敏材料以及将各压敏材料连接至接线柱，所述外接导线连接接线柱以及外部的电阻值监测设备。

4.如权利要求3所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述压敏材料和所述内接导线均印刷于所述基膜上。

5.如权利要求1所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述着力面板包括橡胶板以及刚性受力块，所述刚性受力块规则排布在所述橡胶板上且对所述压敏材料实现全覆盖。

6.如权利要求5所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述橡胶板硬度在60~70HA范围内，所述刚性受力块的硬度在90~95HD范围内，相邻所述刚性受力块之间的间隙小于0.5mm。

7.如权利要求1所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述基底面板采用均质平板构造，且在边角增设固定孔。

8.如权利要求7所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述基底面板的硬度在90~95HD范围内。

9.如权利要求1所述的隧道接触压力的测试装置，其特征在于：所述着力面板、所述膜片式受压传感器以及所述基底面板三层之间均填充惰性润滑油脂，三层面板通过边缘热焊接的方式实现封闭搭接。

10.一种隧道接触压力的测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的隧道接触压力的测试装置，该方法包括：

S1：通过加载试验实现上述隧道接触压力的测试装置的标定，获取各特征点的压力-电阻曲线；

S2：对测试点壁面进行找平，将测试装置的着力面板紧贴隧道壁面，将测试装置固定在预设的测试点位处；

S3：按照隧道施工的步骤，喷射混凝土将测试装置完全覆盖后记录初始数据，测试装置各特征点的电阻值Ω1、Ω1…Ωn，通过所述步骤S1确定的压力-电阻曲线，获取各个特征点的初始压力值P1、P2…Pn；

S4：按照测试计划对接触压力进行测试，得到任一时刻测试装置各特征点的电阻值Ωt1、Ωt1…Ωtn，通过所述步骤S1确定的压力-电阻曲线，获取各个特征点的初始压力值Pt1、Pt2…Ptn；

S5：获取测试装置各测试特征点的压力变化差值⊿Pn=Ptn-Pn，舍弃明显偏离的数据后取算术平均值，作为该时刻的接触压力测试值。