CN109916749A - 一种应用于软土质的爆破测振仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能制造技术领域，且公开了一种应用于软土质的爆破测振仪，包括支撑板、螺纹杆、感应外壳，所述螺纹杆焊接在支撑板的底部，所述感应外壳安装在支撑板上。通过第一磁铁与第二磁铁的配合使用，直接去除传感器内部的弹簧部件，使得传感器在使用时，通过两个磁铁的相斥作用，用磁场力代替弹力，通过调节两个磁铁之间的间距调节弹性力度的大小，从而改变爆破测振仪的固有频率，使得爆破测振仪在低频率下使用时，也能精准的检测振动信号，一方面解决爆破测振仪无法检测低频信号，另一方面解决弹簧在使用中的能耗损失，进一步解决了弹簧在使用中弹性力度降低的现象，使得爆破测振仪内部的弹性元件，始终保持一个较佳的状态。

Description

一种应用于软土质的爆破测振仪

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，具体为一种应用于软土质的爆破测振仪。

背景技术

爆破测振仪是对爆破振动和冲击信号进行长时间现场采集，记录和存储的便携式专用设备，主要用来监测爆破时产生的信号。

爆破测振仪主要由矢量传感器和主机组成，由矢量传感器接收振动信号，在传输到主机上，矢量传感器在检测时，需要与被测物体刚性连接，确保传感器能准确检测振动信号，爆破测振仪在使用时存在以下问题；

现有传感器在软土质的安装结构如图8所示，大多是用钢钎20插入地表，再在钢钎20的端部安装顶板19，顶板上涂覆石膏21，再安装传感器，首先用钢钎20安装过程比较繁琐，需要借助外部工具才能将钢钎20插入地表，其次用石膏21固定，需要携带石膏21、水源，由于传感器对温度十分敏感，再加上石膏21内含有水分，容易影响传感器测量的精度，且石膏21凝固需要等待时间，凝固的石膏21粘附在传感器表面，还需再次用刀片刮除，同时传感器在测量时，建筑物爆破后，产生地表内传播的体波和地表面传输的面波，体波和面波在传播时，会将附近的软土层挤压形变，造成传感器发生倾斜的现象，无法精准测量横向和纵向的振波，导致倾斜后的传感器测量结果出现误差，无法精准测量爆炸信号，影响后续工作。

现有爆破测振仪测试的频率为10HZ～300HZ，而爆破后产生的主振频率在2HZ～200HZ，且随着爆破规模越大其主频率越低(其主振频率在0.5HZ～5HZ)现有矢量传感器的工作原理如图9所示，当建筑物爆破开始时，带动附近地表振动，再带动基座振动，再带动质量块23运动，在传感器工作频率范围内，被弹簧片25弹动，然后线圈24与磁铁22相对运动，切割磁力线，在线圈24内产生感应电压，即可产生输出信号，爆破测振仪在使用时只能检测频率范围内的数值，爆破测振仪传感器的数值计算公式为：g为加速度常量、m为质量块、k为弹簧的弹性系数、wo为固有角频率，当fo为1HZ时，相对位移达25cm，受到传感器的体积影响，再1HZ的频率范围内，爆破测振仪输出信号极弱，信噪比低，无法准确测试爆破产生的振动数据，导致爆破的范围和振动无法估算，安全范围无法确定，数据误差较大，继而影响后续的工作。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种应用于软土质的爆破测振仪，具备便于安装、测量精准的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种应用于软土质的爆破测振仪，包括支撑板、螺纹杆、感应外壳，所述螺纹杆焊接在支撑板的底部，所述感应外壳安装在支撑板上。

优选的，所述螺纹杆由滑动杆、支撑块、弹簧、支撑座、支撑杆、限位杆、螺纹帽、导流板组成，所述滑动块滑动安装在螺纹杆的内壁，所述滑动杆套装在滑动块上，所述支撑块安装在螺纹杆的内壁，所述弹簧安装在滑动块与支撑块之间，所述支撑座安装在滑动杆的外壁上，所述支撑杆安装在支撑座的内部，所述限位杆安装在支撑杆上，所述限位杆的一端贯穿并延伸至螺纹杆的外部，所述螺纹帽螺纹连接在螺纹杆的底部，所述导流板安装在螺纹杆的内壁处，所述导流板的形状为斜形。

优选的，所述感应外壳由内芯体、第一磁铁、第二磁铁、感应线圈、进线孔、柔性套组成，所述内芯体安装在感应外壳的内壁上，所述第二磁铁安装在内芯体内，所述感应线圈安装在内芯体上，所述进线孔开设在感应外壳上，所述柔性套安装在进线孔内，所述第一磁铁与第二磁铁同极相斥，所述内芯体的材质为胶木棒，所述内芯体的内壁表面光滑与第二磁铁的外壁间隙配合，所述第一磁铁与第二磁铁表面镀镍。

优选的，所述感应外壳的底部开设有凹槽，所述第一磁铁通过凹槽安装在感应外壳内，所述第一磁铁的顶部与感应外壳的内壁齐平，所述第一磁铁与凹槽的内壁相适配。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1、该应用于软土质的爆破测振仪，通过支撑板与螺纹杆的作用，使得感应外壳可以直接安装在支撑板上，一方面无需用石膏等其他粘合物将其固定，减少对爆破测振仪的影响，另一方面爆破振动时，直接通过螺纹杆传递到支撑板上，减小传递流程，增加爆破测振仪在测试时的精准度，通过滑动杆与限位杆的作用，进一步增加感应外壳与软土质层的刚性连接，使得螺纹杆始终保持竖直状态，使得传感器在爆破振动时也能保证相对的水平，增加爆破测振仪在测试时的精准度。

2、该应用于软土质的爆破测振仪，通过第一磁铁与第二磁铁的配合使用，直接去除传感器内部的弹簧部件，使得传感器在使用时，通过两个磁铁的相斥作用，用磁场力代替弹力，通过调节两个磁铁之间的间距调节弹性力度的大小，从而改变爆破测振仪的固有频率，使得爆破测振仪在低频率下使用时，也能精准的检测振动信号，一方面解决爆破测振仪无法检测低频信号，另一方面解决弹簧在使用中的能耗损失，进一步解决了弹簧在使用中弹性力度降低的现象，使得爆破测振仪内部的弹性元件，始终保持一个较佳的状态。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为螺纹杆内部结构示意图；

图3为螺纹杆安装后的结构示意图；

图4为支撑板的俯视结构示意图；

图5为传感器内部原理示意图；

图6为图5向下振动原理示意图；

图7为图5向上振动原理示意图；

图8为现有结构示意图

图9为现有原理示意图。

图中：1、支撑板；2、螺纹杆；3、滑动块；4、滑动杆；5、支撑块；6、弹簧；7、支撑座；8、支撑杆；9、限位杆；10、螺纹帽；11、导流板；12、感应外壳；13、内芯体；14、第一磁铁；15、第二磁铁；16、感应线圈；17、进线孔；18、柔性套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种应用于软土质的爆破测振仪，包括支撑板1、螺纹杆2、感应外壳12，螺纹杆2焊接在支撑板1的底部，感应外壳12安装在支撑板1上，螺纹杆2与支撑板1的焊接，增加了螺纹杆2与支撑板1之间连接的稳定性，支撑板1为铸钢材质，主要增加支撑板1的坚固程度，同时支撑板1的中部开设有与滑动杆4向适配的卡槽，便于滑动杆4的端部延伸，螺纹杆2的作用，增加感应外壳12与软土质层的接触，增加感应外壳12与软土质层的刚性连接。

其中，螺纹杆2由滑动杆4、支撑块5、弹簧6、支撑座7、支撑杆8、限位杆9、螺纹帽10、导流板11组成，滑动块3滑动安装在螺纹杆2的内壁，滑动杆4套装在滑动块3上，滑动块3的作用，主要增加滑动杆4在移动时的稳定性，使得滑动杆4保持流畅的速度运行，支撑块5安装在螺纹杆2的内壁，进一步增加滑动杆4在移动时的稳定性，弹簧6安装在滑动块3与支撑块5之间，使得滑动杆4不使用时，弹簧6可以直接带动滑动块3向上移动，从而带动滑动杆4回到初始位置，便于滑动杆4的下次使用，支撑座7安装在滑动杆4的外壁上，支撑座7的结构采用现有公知技术，主要结构为，支撑座7为“凹”型板，支撑杆8安装在支撑座7的内部，支撑杆8可以在支撑座7的内部转动，使得限位杆9可以转动不同的角度，便于对螺纹杆2进行加固，限位杆9安装在支撑杆8上，限位杆9的一端贯穿并延伸至螺纹杆2的外部，使得限位杆9可以从螺纹杆2内延伸出不同的长度，便于对螺纹杆2进行更好的加固，螺纹帽10螺纹连接在螺纹杆2的底部，便于泥土从螺纹杆2内倒出，防止泥土堵塞螺纹杆2，导流板11安装在螺纹杆2的内壁处，导流板11的形状为斜形，使得泥土向螺纹杆2的内部流动，便于泥土的集中。

其中，感应外壳12由内芯体13、第一磁铁14、第二磁铁15、感应线圈16、进线孔17、柔性套18组成，内芯体13安装在感应外壳12的内壁上，感应外壳12的底部设有螺纹孔，便于与螺纹杆2螺纹连接，第二磁铁15安装在内芯体13内，感应线圈16安装在内芯体13上，感应线圈16的圈数越多越好，当感应线圈16的圈数增多时，爆破测振仪测量的振动信号更加精准，进线孔17开设在感应外壳12上，柔性套18安装在进线孔17内，增加引线在连接时的柔韧程度，增加引线在使用中的寿命，第一磁铁14与第二磁铁15同极相斥，当两块磁铁相斥时需要处于平衡状态，计算公式为： μo为常数，B为磁场强度，两块磁铁平衡相距为ro，第二磁铁15为m，使得第二磁铁15通过磁力的相斥悬浮在半空中，内芯体13的材质为胶木棒，一方面使得两个磁铁的磁力集中，另一方面增加内芯体13的光滑程度，内芯体13的内壁表面光滑与第二磁铁15的外壁间隙配合，便于第二磁铁15的上下移动，使得第二磁铁15保持垂直的状态移动，同时增加第二磁铁15在移动时的流畅程度，减小第二磁铁15与内芯体13的摩擦程度，第一磁铁14与第二磁铁15表面镀镍，防止两块磁铁的表面出现腐蚀现象，同时增加第一磁铁14与第二磁铁15的光滑程度，便于第二磁铁15在移动时的流畅度。

其中，感应外壳12的底部开设有凹槽，第一磁铁14通过凹槽安装在感应外壳12内，第一磁铁14的顶部与感应外壳12的内壁齐平，第一磁铁14与凹槽的内壁相适配，第一磁铁14可以通过粘接的方式安装在感应外壳12的底部，增加第一磁铁14的稳固，使得第一磁铁14与感应外壳12处于齐平状态，减小感应外壳12的体积。

工作原理，在软土质层爆破时，选好爆破地点，转动螺纹杆2钻入软土质层地表内，当螺纹杆2安装完成后，将感应外壳12放在支撑板1上，然后转动感应外壳12安装在螺纹杆2上，感应外壳12在安装过程中，逐渐带动滑动杆4向下移动，此时滑动杆4带动滑动块3向下移动，然后再带动限位杆9向两侧扩展，当感应外壳12安装完成后，限位杆9完全展开，这时感应外壳12安装完成，当爆破开始时，地表开始振动，此时地表振动带动感应外壳12振动，第二磁铁15由于惯性作用相对“静止”，此时内嵌于感应外壳12的第一磁铁14与第二磁铁15之间的距离将减小，使得原本由于惯性静止的第二磁铁15受迫振动，使得第二磁铁15切割磁感线,感应线圈16内产生信号输出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种应用于软土质的爆破测振仪，其特征在于：包括支撑板(1)、螺纹杆(2)、感应外壳(12)，所述螺纹杆(2)焊接在支撑板(1)的底部，所述感应外壳(12)安装在支撑板(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种应用于软土质的爆破测振仪，其特征在于：所述螺纹杆(2)由滑动杆(4)、支撑块(5)、弹簧(6)、支撑座(7)、支撑杆(8)、限位杆(9)、螺纹帽(10)、导流板(11)组成，所述滑动块(3)滑动安装在螺纹杆(2)的内壁，所述滑动杆(4)套装在滑动块(3)上，所述支撑块(5)安装在螺纹杆(2)的内壁，所述弹簧(6)安装在滑动块(3)与支撑块(5)之间，所述支撑座(7)安装在滑动杆(4)的外壁上，所述支撑杆(8)安装在支撑座(7)的内部，所述限位杆(9)安装在支撑杆(8)上，所述限位杆(9)的一端贯穿并延伸至螺纹杆(2)的外部，所述螺纹帽(10)螺纹连接在螺纹杆(2)的底部，所述导流板(11)安装在螺纹杆(2)的内壁处，所述导流板(11)的形状为斜形。

3.根据权利要求1所述的一种应用于软土质的爆破测振仪，其特征在于：所述感应外壳(12)由内芯体(13)、第一磁铁(14)、第二磁铁(15)、感应线圈(16)、进线孔(17)、柔性套(18)组成，所述内芯体(13)安装在感应外壳(12)的内壁上，所述第二磁铁(15)安装在内芯体(13)内，所述感应线圈(16)安装在内芯体(13)上，所述进线孔(17)开设在感应外壳(12)上，所述柔性套(18)安装在进线孔(17)内，所述第一磁铁(14)与第二磁铁(15)同极相斥，所述内芯体(13)的材质为胶木棒，所述内芯体(13)的内壁表面光滑与第二磁铁(15)的外壁间隙配合，所述第一磁铁(14)与第二磁铁(15)表面镀镍。

4.根据权利要求1所述的一种应用于软土质的爆破测振仪，其特征在于：所述感应外壳(12)的底部开设有凹槽，所述第一磁铁(14)通过凹槽安装在感应外壳(12)内，所述第一磁铁(14)的顶部与感应外壳(12)的内壁齐平，所述第一磁铁(14)与凹槽的内壁相适配。