CN110988984B - 可快速固定的无线检波器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可快速固定的无线检波器装置，该检波器装置包括筒状壳体；在筒状壳体内安装有无线通讯装置，实现地震数据的实时传回；筒状壳体的一端通过两级弹簧减震器与三分量检波器相连；其中所述的三分量检波器的外部设有一个无盖筒状保护罩，三分量检波器通过数据传输线与无线通讯装置相连；筒状壳体的另外一端连接一个伸缩装置，所述的伸缩装置通过带有可用旋钮紧固的球形万向节与磁吸圆盘相连，实现装置与台车的固定。

Description

可快速固定的无线检波器装置

技术领域

本发明涉及一种用于TBM隧道的地震检波器装置，具体地说是一种适用于在TBM停机时进行地震探测所需的无线通讯检波器装置。

背景技术

在当今的隧道施工建设中，隧道掘进机已经大范围使用，隧道超前地质预报是其进行安全施工的重要保障。而地震反射波法是隧道超前地质预报中经常使用的重要方法，该方法中检波器的固定方式，一般是采用打孔固定或者石膏、速凝剂固定，此类固定方法费时费力，工作时需要携带电钻、插排、电缆或者大量的石膏粉、速凝剂，并且拆卸时存在困难，拆卸后检波器表面附着有残余的石膏或者速凝剂，难以清理。现场实际施工环境中，存在围岩坚硬，打孔困难，因裂隙出水而造成围岩表面湿滑，难以粘贴固定检波器的情况。经多次现场实践得出，检波器固定安装所需要的时间，占用了整个隧道超前地质预报工时的40-50％，造成了探测效率不高、探测成本较高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种构造简单、合理，安装与拆卸方便，贴合围岩紧密、具有良好吸震隔离功能的检波器装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种可快速固定的无线检波器装置，该检波器装置包括筒状壳体；

在所述的筒状壳体内安装有无线通讯装置和一级弹簧减震器，无线通讯装置实现地震数据的实时传回；所述的筒状壳体一级弹簧减震器通过活塞杆与二级弹簧减震器相连，所述的二级弹簧减震器与三分量检波器相连；依靠两级弹簧减震器实现三分量检波器与围岩的贴实以及阻隔TBM台车震动对检波器的干扰；其中所述的三分量检波器的外部设有一个无盖筒状保护罩，三分量检波器通过数据传输线与无线通讯装置相连；沿筒状壳体的轴线方向，在筒状壳体的外部还连接一个伸缩装置，所述的伸缩装置通过带有可用旋钮紧固的球形万向节与磁吸圆盘相连，实现装置与台车的固定。

作为进一步的技术方案，所述的筒状壳体被第一隔板分成了第一安装室和第二安装室，所述的无线通讯装置安装在第一安装室，所述的一级弹簧减震器安装在第二器安装室。作为进一步的技术方案，所述的活塞杆一端安装有带有可紧固旋钮的球形万向节，所述的球形万向节与所述的保护罩相连，二级弹簧减震器安装在保护罩内，连接保护罩与三分量检波器。

更进一步的，所述的一级弹簧减震器包括一级复位弹簧、第二隔板，所述的第二隔板安装在第二安装室，将第二安装室分成了弹簧室和气室，所述的一级复位弹簧安装在弹簧室，其一级复位弹簧的一端与所述的第一隔板相连，一级复位弹簧的另外一端与第二隔板相连；所述活塞杆的一端与第二隔板相连，活塞杆的另外一端延伸到筒状壳体外。作为进一步的技术方案，所述的二级弹簧减震器，由单一的弹簧及弹簧顶端的固定螺丝组成，主要作用是避免无盖筒状保护罩在接触围岩时产生震动进而对检波器产生直接的干扰。

作为进一步的技术方案，所述的无盖筒状保护罩与围岩接触的边缘设有锯齿，增大接触围岩时的摩擦力。

作为进一步的技术方案，所述的伸缩装置为多级可伸缩的脚管连接，相邻脚管之间通过螺母固定其长度。

作为进一步的技术方案，所述的三分量检波器为呈空间笛卡尔坐标系分布的三分量检波器，其中x分量垂直于隧道走向，y分量与隧道走向一致，z分量垂直于检波器所处的围岩平面。

作为进一步的技术方案，本发明的无线通讯装置，由主板、天线、电源组成，均采用筒状壳体内置设计，外设电源充电接口、充电状态兼工作状态指示灯。其中，天线周围采用无金属材料包围，避免金属对天线的屏蔽作用。

作为进一步的技术方案，三分量检波器与二级弹簧减震器之间、三分量检波器与数据传输线之间、数据传输线与主板之间均采用螺纹式接头连接。

本发明的有益效果如下：

本发明所说的三分量检波器与二级弹簧减震器之间、三分量检波器与数据传输线之间、数据传输线与主板之间均采用螺纹式接头连接，其他各部分之间均采用焊接的方式固定，保证检波器装置的牢固性及减轻自重，增加携带的便捷性。完全适用于TBM隧道的施工环境。本发明介绍的可快速固定的无线检波器装置具有轻便、易运输和存储。

本发明的检波器的布设，可以根据每次施工所设计的观测系统进行布置，自由灵活；另外可以通过改变多级脚管的级数和长度，使得检波器装置在围岩与台车之间布设牢固。

对照现有技术，本发明构造简单、合理，整个装置通过磁吸圆盘吸附在台车上，因此安装与拆卸方便。

本发明通过两级减震装置使得整个装置可以紧密贴合在围岩上、具有良好吸震隔离功能，完全适用于TBM隧道施工环境的地震反射波法检波。

在无盖筒状保护罩与围岩接触的边缘设有锯齿，增大接触围岩时的摩擦力。

本发明的二级减震装置的作用是，将检波器用力按压在围岩侧壁上，保证检波器直接贴合在围岩上。在接收反射波的过程中，台车会有震动，假如没有一级减震装置，震动将直接通过检波器保护罩传递到围岩上，对检波器形成干扰波，因此增加了一级弹簧减震器。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的组装状态示意图；

图2是本发明的检波部分结构示意图；

图3是本发明的球形万向节结构示意图；

图4是本发明的筒状壳体及一级弹簧减震器结构示意图；

图中：1.检波器，2.无盖筒状保护罩，3.球形万向节，4.活塞杆，5.一级弹簧减震器，6.无线通讯装置，7.工作状态指示灯，8.充电口，9.多级可伸缩脚管，10.脚管紧固螺丝，11.磁吸圆盘，12.数据传输线，13.锯齿，14.二级弹簧，15.调节旋钮，16弹簧室。17.第二隔板，18.一级复位弹簧，19.第一隔板，20.筒状壳体，21.第一安装室，22.气室，23.螺丝孔，

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。正如背景技术所介绍的，现有技术中的地震反射波法是隧道超前地质预报中经常使用的重要方法，该方法中检波器的固定方式，一般是采用打孔固定或者石膏、速凝剂固定，此类固定方法费时费力，工作时需要携带电钻、插排、电缆或者大量的石膏粉、速凝剂，并且拆卸时存在困难，拆卸后检波器表面附着有残余的石膏或者速凝剂，难以清理。现场实际施工环境中，存在围岩坚硬，打孔困难，因裂隙出水而造成围岩表面湿滑，难以粘贴固定检波器的情况。经多次现场实践得出，检波器固定安装所需要的时间，占用了整个隧道超前地质预报工时的40-50％，造成了探测效率不高、探测成本较高的问题。为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种可快速固定的无线检波器装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种可快速固定的无线检波器装置。它包括有筒状壳体、安装在筒状壳体顶端的三分量检波器、筒状壳体底端的固定装置和筒状壳体内部的无线传输装置；

本发明筒状壳体为细长圆柱形结构，在其内部放置有无线通讯装置和一级弹簧弹簧减震器；筒状壳体的底端连接有多级可伸缩脚管、球形万向节及磁吸圆盘，筒状壳体的顶端依次连接有二级弹簧减震器、三分量检波器；

本发明中的三分量检波器1与二级弹簧减震器14之间、三分量检波器14与数据传输线12之间、数据传输线12与无线通讯装置的主板之间均采用螺纹式接头连接，其他各部分之间均采用焊接的方式固定，保证检波器装置的牢固性及减轻自重，增加携带的便捷性。

筒状壳体20被第一隔板19分成了第一安装室21和第二安装室，所述的无线通讯装置安装在第一安装室21，所述的一级弹簧减震器安装在第二安装室。述的第二隔板17安装在第二安装室，所述的第二隔板17安装在第二安装室，将第二安装室分成了弹簧室24和气室22；

所述的一级弹簧减震器5包括一级复位弹簧18、第二隔板19，所将第二隔板17将安装室分成了弹簧室和气室，所述的一级复位弹簧18安装在弹簧室，其一级复位弹簧的一端与所述的第一隔板相连，一级复位弹簧的另外一端与第二隔板相连；所述活塞杆的一端与第二隔板相连，活塞杆4的另外一端延伸到筒状壳体外。

进一步的，在气室上安装有顶阀16，顶阀16的作用是

该减震器的可压缩行程较大，提供较强的线性回弹力，检波器主要通过一级弹簧的压力传递，实现筒状装置在围岩和台车之间的固定。如图2所示，本发明的二级弹簧减震器14，位于三分量检波器1与无盖筒状保护罩2之间，由单一的弹簧及弹簧顶端的固定螺丝组成，主要作用是避免无盖筒状保护罩2在接触围岩时产生震动进而对检波器产生直接干扰。

本发明无盖筒状保护罩，通过球形万向节3与活塞杆4连接，球形万向节带有可紧固的旋钮15，实现检波器端的方向固定。无盖筒状保护罩外侧边缘带有锯齿13，增大接触围岩时的摩擦力。筒状壳体顶端的检波器部分，安装有呈空间笛卡尔坐标系分布的三分量检波器1，其中x分量垂直于隧道走向，y分量与隧道走向一致，z分量垂直于检波器所处的围岩平面。

在使用过程中，检波器将在一级弹簧减振器、二级弹簧减震器14的压力作用下，完全贴合围岩，达到耦合良好的效果。检波器接收到的信号，经由数据传输线12传输到筒状壳体无线通讯装置内部的主板。

本发明的无线通讯装置6，由主板、天线、电源组成，均采用筒状壳体内置设计，外设电源充电接口8、充电状态兼工作状态指示灯7。其中，天线周围采用无金属材料包围，避免金属对天线的屏蔽作用。

本发明的可伸缩脚管9，各级脚管伸出长度可自由设定，各级脚管之间通过紧固螺丝10固定每级脚管的长度。脚管长度的要求为，将无盖筒状保护罩2完全扣压在围岩壁上，并使得一级弹簧压缩至一定的行程，磁吸圆盘11固定到TBM台车合适的位置，然后将各级脚管的螺丝10及球形万向节的紧固旋钮15拧紧。

本发明具体施工时，首先将筒状壳体底端的球形万向节及脚管的紧固螺丝松开，然后将检波器装置顶部的检波端，用力顶在检波点的位置，使无盖筒状保护罩2锯齿状边缘完全抵在围岩上，并使一级弹簧压缩一定的行程，同时检波器装置底端的脚管和磁吸圆盘因重力作用自然下滑，使得磁吸圆盘下滑至TBM台车上吸紧，然后将各级脚管的紧固螺丝及球形万向节的紧固旋钮拧紧，即可将检波器装置固定于围岩与台车之间。然后可根据现场围岩的平整情况，适当调节检波器装置顶端的球形万向节，以保证无盖筒状保护罩外沿锯齿状边缘均与围岩接触。

本发明介绍的可快速固定的无线检波器装置具有轻便、易运输和存储，安装拆卸方便的特点，完全适用于TBM隧道的施工环境。检波器的布设，可以根据每次施工所设计的观测系统进行布置，自由灵活；另外可以通过改变多级脚管的级数和长度，使得检波器装置在围岩与台车之间布设牢固。无线通讯装置可改善有线仪器工作量大的缺点。对照现有技术，本发明构造简单、合理，安装与拆卸方便，贴合围岩紧密、具有良好吸震隔离功能，完全适用于TBM隧道施工环境的地震反射波法检波。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，该检波器装置包括筒状壳体；

在所述的筒状壳体内安装有无线通讯装置和一级弹簧减震器，无线通讯装置实现地震数据的实时传回；所述的一级弹簧减震器通过活塞杆与二级弹簧减震器相连，所述的二级弹簧减震器与三分量检波器相连；其中所述的三分量检波器的外部设有一个无盖筒状保护罩，三分量检波器通过数据传输线与无线通讯装置相连；沿筒状壳体的轴线方向，在筒状壳体外还连接一个伸缩装置，所述的伸缩装置通过带有可用旋钮紧固的球形万向节与磁吸圆盘相连，实现装置与台车的固定；所述的无盖筒状保护罩与围岩接触的边缘设有锯齿，增大接触围岩时的摩擦力。

2.如权利要求1所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的筒状壳体被第一隔板分成了第一安装室和第二安装室，所述的无线通讯装置安装在第一安装室，所述的一级弹簧减震器安装在第二安装室。

3.如权利要求2所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的一级弹簧减震器包括一级复位弹簧、第二隔板，所述的第二隔板安装在第二安装室，将第二安装室分成了弹簧室和气室，所述的一级复位弹簧安装在弹簧室，其一级复位弹簧的一端与所述的第一隔板相连，一级复位弹簧的另外一端与第二隔板相连；所述活塞杆的一端与第二隔板相连，活塞杆的另外一端延伸到筒状壳体外。

4.如权利要求1所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的位于筒状壳体外的活塞杆端部安装有带有可用旋钮紧固的球形万向节，所述的球形万向节与所述的保护罩相连，二级弹簧减震器安装在保护罩内，连接保护罩与三分量检波器。

5.如权利要求2所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的二级弹簧减震器，由单一的弹簧及弹簧顶端的固定螺丝组成。

6.如权利要求1所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的伸缩装置为多级可伸缩的脚管连接，相邻脚管之间通过螺母固定其长度。

7.如权利要求1所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的三分量检波器为呈空间笛卡尔坐标系分布的三分量检波器，其中x分量垂直于隧道走向，y分量与隧道走向一致，z分量垂直于检波器所处的围岩平面。

8.如权利要求1所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的无线通讯装置，由主板、天线、电源组成，在筒状壳体外设电源充电接口、充电状态兼工作状态指示灯；天线周围采用无金属材料包围，避免金属对天线的屏蔽作用。

9.如权利要求8所述的一种可快速固定的无线检波器装置，其特征在于，所述的三分量检波器与二级弹簧减震器之间、三分量检波器与数据传输线之间、数据传输线与主板之间均采用螺纹式接头连接。

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