錨杆無損檢測傳感器的製作方法

2023-04-23 11:32:26 2

專利名稱：錨杆無損檢測傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器，特別是一種用於錨杆無損檢測的傳感器。
背景技術：
在大、中型水利水電工程建設中，地下洞室、邊坡開挖的施工通常利用砂漿錨杆支護以穩定圍巖。注漿錨杆施工質量直接關係到洞室圍巖及邊坡的穩定安全，尤其對於地下引水發電系統，錨杆施工質量歷來是工程建設各方關注的重點。過去，砂漿錨杆施工質量主要採用拉拔試驗進行檢測，由於拉拔試驗檢測周期長、費用高，檢測參數單一(僅能檢測錨杆的抗拉拔力)等缺點，已難以滿足人們對此類施工工程進度及工程質量控制的要求。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種能無損檢測錨杆長度、注漿密實度、注漿施工缺陷等參數的錨杆檢測傳感器。
對於錨固施工質量的完整評價應包括對錨杆實際長度、注漿飽滿度、注漿施工缺陷性質等參數的檢測。本實用新型所說錨杆無損檢測傳感器是利用應力波在受到邊界條件約束的一維杆狀體內的傳播過程中，當遇到廣義波阻抗發生改變的界面時，其對邊界條件變化產生的特徵反射和杆體內波動能量外洩特性的基本原理設計的。在錨杆的外露端頭施加激勵信號，檢測其應力波反射信號，進行反射波時域和頻域分析，能快速測定砂漿錨杆前述待測參數。
所說傳感器由固定支架、衝擊信號發射源、應力波反射信號接受換能器組成，輸出電壓信號。其基本工作過程是用固定支架將所說傳感器固定在待測錨杆的外露端頭，由傳感器內的衝擊信號發射源產生一衝擊信號施加在錨杆外露端頭的截面上，其應力波將在錨固系統內傳播，當遇到廣義波阻抗發生改變的界面時，產生反射波，此反射波被安裝在錨杆外露端頭橫截面上的軸向信號接收換能器和安裝在錨杆外露端頭徑向壁面上的徑向信號接收換能器接收，並同時被轉換成電壓信號，通過低躁聲電纜傳送到智能採集與分析系統，進行反射波時域和頻域分析，如此即可精確測定錨固施工工程質量評價體系所要求的錨杆長度、注漿密實度、注漿施工缺陷等參數。
本實用新型籍計算機技術和儀器儀表技術的飛速進步，採用由傳感器發送衝擊信號並同時接收被測錨杆反射信號的方式，徹底改變了傳統錨杆施工質量的檢測形式，不用作拉拔試驗即能無損快速地檢測錨杆的抗拉拔力、錨杆實際長度、注漿密實度以及錨杆缺陷性質等多項關係錨固施工質量的參數，具有測試簡便，周期短，精度高，參數全面，經濟快捷的優點。


圖1是本實用新型結構原理圖。圖中1-鎖緊螺釘，2-固定座，3-限位銷，4-復位彈簧，5-撞針座，6-壓縮彈簧，7-撞針，8-壓緊螺釘，9-壓緊彈簧，10-軸向信號換能接收器接收頭，11-徑向信號換能接收器接收頭，12錨杆，13-砂漿。
實施方式所說錨杆無損檢測傳感器由一個套在錨杆外露端頭上的固定座2和一個與固定座連為一體的撞針座5構成傳感器固定支架，固定支架撞針座5上裝有一平行於其軸向並穿透其底面，能向錨杆外露端頭頂面施以外力的衝擊信號發射源；在該撞針座上同時還裝有一平行於其軸向並穿透其底面，能直接與錨杆外露端頭頂部接觸的軸向信號換能接收器；在固定支架固定座2的側壁上裝有垂直於其軸向並穿透壁面，能直接與錨杆外露端頭側壁接觸的徑向信號換能接收器。
所說衝擊信號發射源包括一個撞針7，一個壓縮彈簧6，一個設在撞針上的衝擊信號發射器；撞針端部穿透撞針座底面，尾部伸出在撞針座頂面，可旋緊而加大施加於撞針上的外力，整個撞針處在一與其形狀相適應的腔體內，可在此腔體內上下移動，壓縮彈簧6套在撞針上，撞針中段設有一插入有限位銷3的銷腔。所說軸向信號換能接收器包括一個壓緊螺釘8，一個壓緊彈簧9和一個軸向信號換能接收器接收頭10，壓緊彈簧套在壓緊螺釘與軸向信號換能接收器接收頭之間的軸杆上。所說徑向信號換能接收器同樣包括一個壓緊螺釘，一個壓緊彈簧，並包括一個徑向信號換能接收器接收頭11，壓緊彈簧套在壓緊螺釘與徑向信號換能接收器接收頭之間的軸杆上。固定座的側壁上還設有鎖緊螺釘1，用作將整個固定支架固定在錨杆上。限位銷上套有復位彈簧4，限位銷操作端露出撞針座壁面。
權利要求1.一種錨杆無損檢測傳感器，由一個套在錨杆外露端頭上的固定座(2)和一個與固定座連為一體的撞針座(5)構成傳感器固定支架，其特徵是在固定支架撞針座(5)上裝有一平行於其軸向並穿透其底面，能向錨杆外露端頭頂面施以壓力的衝擊信號發射源；在該撞針座上同時還裝有一平行於其軸向並穿透其底面，能直接與錨杆外露端頭頂部接觸的軸向信號換能接收器；在固定支架固定座(2)的側壁上裝有垂直於其軸向並穿透壁面，能直接與錨杆外露端頭側壁接觸的徑向信號換能接收器。
2.根據權利要求1所說的錨杆無損檢測傳感器，其特徵是衝擊信號發射源包括一個撞針(7)，一個壓縮彈簧(6)，一個設在撞針上的衝擊信號發射器；撞針頭部穿透撞針座底面，尾部伸出在撞針座頂面，整個撞針處在一與其形狀相適應的腔體內，可在此腔體內上下移動，壓縮彈簧(6)套在撞針上，撞針中段設有一插入有限位銷(3)的銷腔。
3.根據權利要求1所說的錨杆無損檢測傳感器，其特徵是所說軸向信號換能接收器包括一個壓緊螺釘(8)，一個壓緊彈簧(9)和一個軸向信號換能接收器接收頭(10)，壓緊彈簧套在壓緊螺釘與軸向信號換能接收器接收頭之間的軸杆上。
4.根據權利要求1所說的錨杆無損檢測傳感器，其特徵是所說徑向信號換能接收器同樣包括一個壓緊螺釘，一個壓緊彈簧，並包括一個徑向信號換能接收器接收頭(11)，壓緊彈簧套在壓緊螺釘與徑向信號換能接收器接收頭之間的軸杆上。
5.根據權利要求1所說的錨杆無損檢測傳感器，其特徵是固定座的側壁上還設有一用作將整個固定支架固定在錨杆上的鎖緊螺釘(1)。
6根據權利要求1、2所說的錨杆無損檢測傳感器，其特徵是限位銷上套有復位彈簧(4)，限位銷操作端露出撞針座壁面。
專利摘要一種錨杆無損檢測傳感器，由固定支架、衝擊信號發射源、軸向信號換能接收器和徑向信號換能接收器組成，將所說傳感器固定在待測錨杆的外露端頭，衝擊信號發射源產生一衝擊信號施加於該截面，反射波被安裝在該截面上的軸向信號接收換能器和被安裝在錨杆外露端頭徑向壁面上的徑向信號接收換能器接收，並同時被轉換成電壓信號，通過低噪聲電纜傳送到智能採集與分析系統，進行反射波時域和頻域分析，如此即可精確測定錨固施工工程質量評價體系所要求的錨杆實際長度、注漿密實度、注漿施工缺陷、抗拉拔力等參數。具有測試簡便，周期短，精度高，參數全面，經濟快捷的優點。
文檔編號G01N29/00GK2585230SQ0228459
公開日2003年11月5日 申請日期2002年12月10日 優先權日2002年12月10日
發明者劉華, 吳運華, 佟錦嶽, 吳新霞, 王文輝, 趙根, 劉美山 申請人:長江水利委員會長江科學院