CN113125558B - 一种智能化锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化锚杆，属于建筑技术领域，包括水泥砂浆、锚杆件、格构柱、锚帽、锚杆件完整检测装置、锚杆失效检测报警装置、控制器和远程监控端，所述锚杆件穿过格构柱设置，锚杆件的外侧浇灌有水泥砂浆。本发明通过锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置对锚杆进行定时检测，实现锚杆的拉力增量可量测，锚杆失效提前预警，实现了对锚杆使用过程实施检测，过锚杆更加智能化，同时该锚杆结构简单，造价陈本低。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种智能化锚杆。
背景技术
在现在的土木工程施工中，洞室、边坡常常使用大量的锚杆进行锚固处理，而锚杆的无损检测是评价洞室、边坡锚杆质量的重要方法，故快速、准确的锚杆无损检测设备与技术尤显其重要性。同时现有的锚杆在失效时没能及时的通知相应人员及时补救，从而容易照成相应的事故事件，因此需要一种可以实时对锚杆是否有损坏进行监测和失效提前报警的锚杆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化锚杆，解决现有锚杆无法量测拉力增量和失效提前预警的技术问题。
一种智能化锚杆，包括水泥砂浆、锚杆件、格构柱、锚帽、锚杆件完整检测装置、锚杆失效检测报警装置、控制器和远程监控端，所述锚杆件穿过格构柱设置，锚杆件的外侧浇灌有水泥砂浆，锚杆件的外侧使用锚帽拧紧固定，锚杆件上设置有锚杆件完整检测装置，用于检测锚杆件是否完整和是否出现腐蚀，锚杆失效检测报警装置设置在锚杆件上，用于检测锚杆件是否失效，并发出报警声，锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置均与控制器连接，控制器与远程监控端连接，将锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置的检测数据传给远程监控端。
进一步地，锚杆件完整检测装置包括超声波完整性检测头和电信号检测装置，超声波完整性检测头设置在锚杆件的前端，电信号检测装置设置在锚杆件内侧段，超声波完整性检测头和电信号检测装置均与控制器连接，超声波完整性检测头用于发出超声并传入锚杆件内，并接受反射波信号，根据反射波信号波形分析锚杆件的连接完整度，电信号检测装置用于发射电信号，然后接受电信号，根据接收电信号大小检测锚杆件的腐蚀情况。
进一步地，超声波完整性检测头由一体式超声波发射接收头组成，一体式超声波发射接收头的发射头与锚杆件的前端头接触设置，一体式超声波发射接收头先发射超声波进入锚杆件，然后超声波信号传导有分界的地方时是，反射和折射回来反射波，然后一体式超声波发射接收头接受反射波传给控制器，然后远程监控端处理反射信号识别判断锚杆件的完整性。
进一步地，电信号检测装置包括电信号放大器、信号接收放大滤波器、电信号发生器和若干个电信号接收器，电信号发生器设置在锚杆件的前端并，埋在水泥砂浆内，若干个电信号接收器等间距设置在锚杆件的后端，电信号放大器与电信号发生器连接，信号接收放大滤波器与若干个电信号接收器连接，电信号发生器发送电信号经锚杆件传导，然后信号接收放大滤波器采集若干个电信号接收器上的电信号，然后根据电信号判别锚杆件的完整性。
进一步地，锚杆失效检测报警装置设置在格构柱与锚帽之间，锚杆失效检测报警装置包括应力传感器和报警器，应力传感器和报警器均与控制器连接，控制器采集应力传感器的数值，当采集的数值与原先完整锚杆采集的应力数值对比，当误差超出范围时，报警器发出报警声进行报警。
进一步地，格构柱的前端设置有钢垫板，钢垫板设置在应力传感器的前端。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
本发明通过锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置对锚杆进行定时检测，实现锚杆的拉力增量可量测，锚杆失效提前预警，实现了对锚杆使用过程实施检测，过锚杆更加智能化，同时该锚杆结构简单，造价陈本低。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明实验测试完整锚杆的超声波反射信号图。
图中标号：1-水泥砂浆；2-锚杆件；3-格构柱；4-钢垫板；5-锚帽；6-电信号发生器；7-应力传感器；8-电信号接收器；9-一体式超声波发射接收头；10-电信号放大器；11-报警器；12-控制器；13-远程监控端；14-电信号接收放大滤波器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
一种智能化锚杆，如图1所示，包括水泥砂浆1、锚杆件2、格构柱3、锚帽5、锚杆件完整检测装置、锚杆失效检测报警装置、控制器12和远程监控端13，所述锚杆件2穿过格构柱3设置，锚杆件2的外侧浇灌有水泥砂浆1，锚杆件2的外侧使用锚帽5拧紧固定，锚杆件2上设置有锚杆件完整检测装置，用于检测锚杆件2是否完整和是否出现腐蚀，锚杆失效检测报警装置设置在锚杆件2上，用于检测锚杆件2是否失效，并发出报警声，锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置均与控制器12连接，控制器12与远程监控端13连接，将锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置的检测数据传给远程监控端13。实现锚杆的拉力增量可量测，锚杆失效提前预警，实现了对锚杆使用过程实施检测，过锚杆更加智能化，同时该锚杆结构简单，造价陈本低。
本发明实施例中，锚杆件完整检测装置包括超声波完整性检测头和电信号检测装置，超声波完整性检测头设置在锚杆件2的前端，电信号检测装置设置在锚杆件2内侧段，超声波完整性检测头和电信号检测装置均与控制器12连接，超声波完整性检测头用于发出超声并传入锚杆件2内，并接受反射波信号，根据反射波信号波形分析锚杆件2的连接完整度，电信号检测装置用于发射电信号，然后接受电信号，根据接收电信号大小检测锚杆件2的腐蚀情况。
本发明实施例中，超声波完整性检测头由一体式超声波发射接收头9组成，一体式超声波发射接收头9的发射头与锚杆件2的前端头接触设置，一体式超声波发射接收头9先发射超声波进入锚杆件2，然后超声波信号传导有分界的地方时是，反射和折射回来反射波，然后一体式超声波发射接收头9接受反射波传给控制器12，然后远程监控端13处理反射信号识别判断锚杆件2的完整性。一体式超声波发射接收头9发射的超声波频率为3.5-4.5MHz，此频率段内损耗小，测量精度高。
本发明实施例中，电信号检测装置包括电信号放大器10、信号接收放大滤波器14、电信号发生器6和若干个电信号接收器8，电信号发生器6设置在锚杆件2的前端并，埋在水泥砂浆1内，若干个电信号接收器8等间距设置在锚杆件2的后端，电信号放大器10与电信号发生器6连接，信号接收放大滤波器14与若干个电信号接收器8连接，电信号发生器6发送电信号经锚杆件2传导，然后信号接收放大滤波器14采集若干个电信号接收器8上的电信号，然后根据电信号判别锚杆件2的完整性。
检测电信号时，主要检测电压的大小，然后跟预先完整性实验的数据进行对比，或者是与刚刚灌浆硬结后的两天内进行数据采集测试，然后后面才几点额数据与原先的数据进行对比，比如当后面一个没有电压信号，说明后面一节出现断裂等。
本发明实施例中，锚杆失效检测报警装置设置在格构柱3与锚帽5之间，锚杆失效检测报警装置包括应力传感器7和报警器11，应力传感器7和报警器11均与控制器12连接，控制器12采集应力传感器7的数值，当采集的数值与原先完整锚杆采集的应力数值对比，当误差超出范围时，报警器11发出报警声进行报警。格构柱3的前端设置有钢垫板4，钢垫板4设置在应力传感器7的前端。应力传感器7主要是实时采集锚杆的受力情况，当受力变小，就是锚杆被出现拔出的情况，或者断裂拔出时，应力变小，然后发出报警声提示，及时处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种智能化锚杆，其特征在于：包括水泥砂浆(1)、锚杆件(2)、格构柱(3)、锚帽(5)、锚杆件完整检测装置、锚杆失效检测报警装置、控制器(12)和远程监控端(13)，所述锚杆件(2)穿过格构柱(3)设置，锚杆件(2)的外侧浇灌有水泥砂浆(1)，锚杆件(2)的外侧使用锚帽(5)拧紧固定，锚杆件(2)上设置有锚杆件完整检测装置，用于检测锚杆件(2)是否完整和是否出现腐蚀，锚杆失效检测报警装置设置在锚杆件(2)上，用于检测锚杆件(2)是否失效，并发出报警声，锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置均与控制器(12)连接，控制器(12)与远程监控端(13)连接，将锚杆件完整检测装置和锚杆失效检测报警装置的检测数据传给远程监控端(13)；
锚杆件完整检测装置包括超声波完整性检测头和电信号检测装置，超声波完整性检测头设置在锚杆件(2)的前端，电信号检测装置设置在锚杆件(2)内侧段，超声波完整性检测头和电信号检测装置均与控制器(12)连接，超声波完整性检测头用于发出超声并传入锚杆件(2)内，并接受反射波信号，根据反射波信号波形分析锚杆件(2)的连接完整度，电信号检测装置用于发射电信号，然后接受电信号，根据接收电信号大小检测锚杆件(2)的腐蚀情况；
超声波完整性检测头由一体式超声波发射接收头(9)组成，一体式超声波发射接收头(9)的发射头与锚杆件(2)的前端头接触设置，一体式超声波发射接收头(9)先发射超声波进入锚杆件(2)，然后超声波信号传导有分界的地方时，反射和折射回来反射波，然后一体式超声波发射接收头(9)接受反射波传给控制器(12)，然后远程监控端(13)处理反射信号识别判断锚杆件(2)的完整性；
电信号检测装置包括电信号放大器(10)、信号接收放大滤波器(14)、电信号发生器(6)和若干个电信号接收器(8)，电信号发生器(6)设置在锚杆件(2)的前端并，埋在水泥砂浆(1)内，若干个电信号接收器(8)等间距设置在锚杆件(2)的后端，电信号放大器(10)与电信号发生器(6)连接，信号接收放大滤波器(14)与若干个电信号接收器(8)连接，电信号发生器(6)发送电信号经锚杆件(2)传导，然后信号接收放大滤波器(14)采集若干个电信号接收器(8)上的电信号，然后根据电信号判别锚杆件(2)的完整性；
锚杆失效检测报警装置设置在格构柱(3)与锚帽(5)之间，锚杆失效检测报警装置包括应力传感器(7)和报警器(11)，应力传感器(7)和报警器(11)均与控制器(12)连接，控制器(12)采集应力传感器(7)的数值，当采集的数值与原先完整锚杆采集的应力数值对比，当误差超出范围时，报警器(11)发出报警声进行报警；
格构柱(3)的前端设置有钢垫板(4)，钢垫板(4)设置在应力传感器(7)的前端。
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