錨索錨固質量檢測傳感器的製作方法

2023-10-26 01:09:22

專利名稱：錨索錨固質量檢測傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，特別是涉及一種專用錨索錨固質量檢測傳感器。
背景技術：
巖土工程中採用錨索錨固技術，能充分調動和提高巖土體的自身強度和自穩能力，有效縮小結構物體積和減輕結構物自重，顯著節約工程材料，有利於施工安全，已經成為提高巖土工程穩定性和解決複雜的巖土工程問題最經濟最有效的方法之一。目前，廣泛應用於礦山、交通、水利水電、地質等隧道、邊坡、山體加固工程中的錨索形態各異，其施工工藝和錨索長度相差較大。礦山、交通行業中的隧道、巷道錨索長度較短，一般為30m左右，而水電工程邊坡、大型洞室(如地下廠房)採用的錨索較長。因此，為保證工程長期安全，針對水利水電工程錨索特點，開展錨索錨固質量彈性波無損檢測技術應用研究是十分必要 的。目前，錨固質量檢測評價主要方法有兩種一種方法為拉拔試驗，另一種方法為彈性波檢測技術。拉拔試驗屬於靜力法試驗及破壞性檢測，檢測周期長，檢測費用高，尤其是試驗結果不能反映錨固質量的控制性參數，如錨固體長度、注漿密實度等，不適應工程檢測發展的要求；為克服靜力法試驗的缺陷，快速、無損的彈性波檢測技術已經在錨杆錨固質量檢測中得到廣泛應用。接收傳感器位，錨杆錨固質量彈性波反射法無損檢測技術是通過超磁伸縮換能器在錨杆外露端激發聲信號，固定在錨杆頂端的壓電傳感器接收反射波的觀測方式來檢測和評價錨杆的錨固質量。該檢測技術適用於錨杆長度有限。但隨著工程的巨型化和快速化，要求長大距離錨固，錨索錨固技術得到了相應發展與應用，錨索錨固技術使用的錨索長度在交通、礦山等工程一般為30m左右，而在水電工程中，錨索長度較長，一般為50-80m。，錨杆無損檢測技術應用到錨索質量檢測中遇到了幹擾信號強、有效信號弱等問題。在錨索無損檢測技術和方法研究中，湖南科技大學、中國礦業大學研究錨索的單向拉伸力學特性與錨杆的異同，建立預應力錨索的縱向振動力學模型，主要用於分析應力波在錨索內的傳播規律，並利用應力波法進行錨索錨固質量現場檢測；福建省機械科學研究院把應力波法應用到某公路邊坡錨索長度檢測中。從檢索文獻看，錨索長度和錨固段注漿密實度無損檢測技術主要採用彈性應力波法，並生產了基於彈性波反射法的錨索無損檢測儀。也有電磁波法等其它工程物探方法來檢測錨索錨固質量，但僅限於理論研究，沒有付諸工程實踐。在錨索錨固質量彈性波反射法無損檢測中，激發的彈性波在錨固體內傳播，由于波前擴散損失、傳播介質對波吸收損失等原因，彈性波信號即有效信號一般變得比較微弱，且往往被幹擾信號所覆蓋。對接收信息經濾波等常規數據處理方法處理後，往往難以有效提取波阻抗界面引起的反射波信息。由此，針對錨索錨固質量的檢測遇到接收的信號比較微弱，有較大的幹擾信號問題，工程技術人員研究和開發一種適用於錨索錨固質量檢測的專用傳感器，試圖將原始信號底端反射波識別困難，經濾波、放大處理後，在底部反射波到達之前的幹擾波也被放大，
有效壓制幹擾信號，有效弱反射波信號幅度明顯增強。
發明內容本實用新型的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種檢測錨索低頻振動聲波信號強、解析度高，餘震短的壓電傳感器，有效地解決錨索錨固質量檢測有效信號能量弱和高頻幹擾信號能量大的問題。本實用新型解決其技術問題採用以下技術方案一種錨索錨固質量檢測傳感器， 包括底座、安裝在底座上的外殼及蓋子，主要是所述的底座為中空的，錨索穿入其中，緊固螺釘將底座固定在錨索上，壓緊螺母將質量塊、電極片、壓電陶瓷壓緊在底座上。所述壓電陶瓷片接引線及電纜，電極片接引線及電纜。所述底座上套有絕緣套管，再用壓緊螺母將質量塊、電極片、壓電陶瓷壓緊在底座上。、[0012]而且，所述壓緊螺母將質量塊、電極片、壓電陶瓷壓緊在底座上，並由密封膠封粘， 殼體內灌注吸聲膠，並由蓋子密封。而且，所述緊固螺釘為兩個相互垂直設置，將底座固定在錨索上。而且，所述緊固螺釘至少為兩個或兩個以上，將底座固定在錨索上。本實用新型與現有技術相比還具有以下的主要優點I、由於本實用新型傳感器採用設置兩個相互垂直的緊固螺釘裝置，緊固螺釘設置至少兩個或兩個以上，將傳感器底座緊固在錨索鋼絞線上，當彈性波在錨索中傳播時就會產生質點振動，彈性波傳遞到底座處時，質點振動就會被傳遞到底座上，便於底座上設置的傳感器轉換傳輸信號，更適合長錨索檢測的信號的接收。3、由於採用在底座上設置有陶瓷片和電極片，當底座有彈性波質點振動時，陶瓷片和電極片構成正負電極，將底座的質點振動轉換為電荷，即將振動信號變為電信號，以獲得錨索檢測的低頻振動的電信號；而且，陶瓷片採用一大片或二片時增加承載轉成電信號的有效面積，可起到大大地提高低頻響應靈敏度，壓抑高頻信號。4、由於採用壓緊螺帽，使質量塊、陶瓷片、電極片與底座緊密結合在一體，以便更好的響應錨索的質點振動，而且，質量塊採用較大重量塊時，更便於提高低頻壓抑高頻信號的作用。5、由於採用壓緊螺母將質量塊、電極片、壓電陶瓷壓緊在底座上並用密封膠粘貼密封，一則起到密封作用，二則起到傳感器的絕緣作用。殼體內灌注複合矽橡膠，矽橡膠起到防水防潮的作用，利於電壓傳感信號；同時，矽橡膠和大質量塊起到吸聲作用，吸收高頻信號，使傳感器餘振時間縮短，短餘振能提高信號解析度，同時，高頻信號的減少，會使傳感器的背景噪聲降低，相對提高低頻響應信號，使錨索錨固質量檢測傳感器效果更佳，既可檢測錨索錨固質量，也可檢測錨索長度。

圖I是本實用新型的錨索錨固質量檢測傳感器示意圖。外殼(I)、蓋子(2)、電纜(3)、卡匝(4)、底座(5)、吸聲膠(6)、壓緊螺母(7)、質量塊(8)，絕緣套管(9)、電極片(10)、壓電陶瓷片(11)、引線(12)、緊固螺釘(13)、錨索(14)。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖I所示，一種錨索錨固質量檢測傳感器。傳感器底座(5)為中空，錨索(14)可以穿入其中，緊固螺釘(13)將底座(5)固定在錨索(14)上，緊固螺釘(13)可以為兩個相互垂直設置，且將底座(5)固定在錨索(14)上，但至少為兩個或兩個以上，使錨索(14)和底座(5)緊密結合在一起。在底座(5)上安裝外殼(I)，再加蓋子(2)，構成傳感器外殼體。底座(5)上套有絕緣套管(9)，壓電傳感器元件由壓電陶瓷片(11)、電極片(10)、質量塊⑶構成，壓電陶瓷片(11)、電極片(10)、質量塊⑶分別套在絕緣套管(9)夕卜，壓緊螺母(7)將壓電陶瓷片
(11)、電極片(10)、質量塊⑶壓緊在底座(5)上。底座(5)上，密封膠將壓緊螺母(7)壓電陶瓷片(11)、電極片(10)、質量塊⑶粘貼在底座(5)上密封，密封膠可以是環氧膠，在底座(5)上安裝外殼(1)，殼體(I)內灌注吸聲膠(6)，由蓋子(2)密封；吸聲膠(6)可以用矽橡膠，壓電陶瓷(11)接引線(12)及電纜
(3)，電極片(10)接引線(12)及電纜(3)，由電纜(3)輸出傳感信號。 錨索錨固質量檢測傳感器，將錨索(14)通過底座(5)，至少二個以上或二個以上緊固螺釘(13)壓緊錨索(14)，使錨索(14)和底座(5)緊密在一起，在錨索(14)外露端端部施加瞬間衝擊力，激發彈性縱波，當彈性波在錨索(14)中傳播時就會產生質點振動，彈性波傳遞到底座(5)處時，質點振動就會被傳遞到底座(5)上。當底座(5)有彈性波質點振動時，壓電陶瓷片(11)和電極片(10)將底座(5)的質點振動轉換為電荷，即將振動信號變為電信號，壓緊螺母(7)將質量塊(8)、陶瓷片(11)、 電極片(10)與底座(5)緊密結合在一體，較好的響應錨索(14)的質點振動；錨索(14)檢測主要是低頻振動，陶瓷片(10)採用大片或二片可提高低頻響應靈敏度，壓抑高頻信號， 質量塊(8)可以提高低頻,壓抑高頻，同時,矽橡膠吸收高頻信號,使傳感器餘振時間短,提高錨索檢測信號的解析度，因此，高頻信號的減少，會使傳感器的背景噪聲降低，相對提高低頻響應信號，使錨索錨固質量檢測信號強，既可檢測錨索錨固質量，也可檢測錨索長度。
權利要求1.一種錨索錨固質量檢測傳感器，包括底座(5)、安裝在底座(5)上的外殼(I)及蓋子(2)，其特徵在於所述的底座(5)為中空的，錨索(14)穿入其中，緊固螺釘(13)將底座(5)固定在錨索(14)上，壓緊螺母(7)將質量塊(8)、電極片(10)、壓電陶瓷(11)壓緊在底座(5)上。
2.根據權利要求I所述的一種錨索錨固質量檢測傳感器，其特徵在於所述壓電陶瓷片(11)接引線(12)及電纜(3)，電極片(10)接引線(12)及電纜(3)。
3.根據權利要求I所述的一種錨索錨固質量檢測傳感器，其特徵在於所述底座(5)上套有絕緣套管(9)，再用壓緊螺母(7)將質量塊(8)、電極片(10)、壓電陶瓷(11)壓緊在底座(5)上。
4.根據權利要求I所述的一種錨索錨固質量檢測傳感器，其特徵在於所述壓緊螺母(7)將質量塊(8)、電極片(10)、壓電陶瓷(11)壓緊在底座(5)上，並由密封膠封粘，殼體(I)內灌注吸聲膠(6)，並由蓋子⑵密封。
5.根據權利要求I所述的一種錨索錨固質量檢測傳感器，其特徵在於所述緊固螺釘(13)為兩個相互垂直設置，將底座(5)固定在錨索(14)上。
6.根據權利要求5所述的一種錨索錨固質量檢測傳感器，其特徵在於所述緊固螺釘(13)至少為兩個或兩個以上，將底座(5)固定在錨索(14)上。
專利摘要本實用新型公開了一種錨索錨固質量檢測傳感器，包括底座、安裝在底座上的外殼及蓋子，其特徵在於所述的底座為中空的，錨索穿入其中，緊固螺釘將底座固定在錨索上，壓緊螺母將質量塊、電極片、壓電陶瓷片壓緊在底座上，殼體內灌注吸聲膠，並由蓋子密封壓電陶瓷片接引線及電纜，電極片接引線及電纜。殼體內灌注吸聲膠，並由蓋子密封。該傳感器具有檢測的錨索聲波信號強，餘震短的特點，有效解決了錨索錨固質量檢測信號弱和幹擾信號能量大的問題。
文檔編號G01N29/04GK202471653SQ201220048609
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月15日 優先權日2012年2月15日
發明者劉春生, 周春華, 周黎明, 尹健民, 汪洋, 王法剛, 肖國強 申請人:長江水利委員會長江科學院