CN113251963B - 一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其可以实现自动的对锚杆的端部进行清理，以便于传感检测环夹持机构夹紧套设在待检测的锚杆上，实现自动的对锚杆进行无损检测，提高检测效率与质量，本发明检测方便可靠，可以有效提高检测效率，降低检测强度，实现全程自动无损检测，进而保证对锚杆的质量监控，提高安全生产的安全性。

Description

一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置

技术领域

本发明具体是一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，涉及锚杆检测相关领域。

背景技术

超声导波检测的优点是能传播长距离而衰减很小，在一个位置固定脉冲回波列阵就可一次性对管壁进行长距离大范围的100％快速检测，检测过程简单，不需要耦合剂，工作温度可达到零下几十摄氏度到几百摄氏度的高温范围，只需要剥离一小块防腐层以放置探头环即可进行检测，特别是对于地下埋管等不开挖状态下的长距离检测更具有独特的优势。因此，对于锚杆的长度无损检测来说，超声导波检测是最为常见的检测方式之一。然而，由于超声导波在检测时，一般需要将探头套环套设在锚杆上，以便对锚杆进行发射超声导波进行检测，然而，实际检测中，锚杆往往埋设于煤层或者岩层的锚固位置，锚杆的端部一般是利用锚固剂等进行预紧锚固的，而锚杆露出长度不够，则难以实现锚杆的准确检测，这就导致在检测时，难以快速的对锚杆进行检测，影响检测效率与质量。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置。

本发明是这样实现的，构造一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其包括基座、钻设机构、钻设驱动机构、安装座台和位置调节机构，其中，所述基座上设置有滑动调节座，所述基座上还设置有调节所述滑动调节座调节位置的所述位置调节机构，其特征在于，所述滑动调节座上还设置有所述钻设驱动机构，所述钻设驱动机构的输出端连接有所述钻设机构，所述钻设机构内设置有传感检测环夹持机构，所述传感检测环夹持机构能够夹持套设在待检测的锚杆上，在检测时，所述钻设机构实现对锚杆端的钻设，以便使得锚杆露出锚固的壁，进而使得所述传感检测环夹持机构夹紧套设在待检测的锚杆上，所述钻设驱动机构与所述滑动调节座之间还设置有安装座台，所述安装座台用于安装超声导波检测仪，所述超声导波检测仪的探测端连接至所述传感检测环夹持机构。

进一步，作为优选，所述基座上设置有导向柱或者导轨，所述滑动调节座可导向滑动的设置在所述导向柱或者导轨上，所述位置调节机构为调节气缸，所述调节气缸的缸体固定在所述基座上，所述调节气缸的活塞端固定连接在所述滑动调节座上。

进一步，作为优选，所述安装座台与所述滑动调节座之间还设置有锁紧构件，所述锁紧构件构设为能够将所述滑动调节座锁紧固定在所述基座上，所述锁紧构件为锁紧气缸、锁紧液压缸或者锁紧螺栓。

进一步，作为优选，所述滑动调节座上设置有贯通孔，所述贯通孔内可滑动的设置有滑块，所述滑动调节座上还设有进给气缸，所述进给气缸的输出端连接所述滑块，所述滑块远离所述进给气缸的一端连接所述锁紧构件或安装座台。

进一步，作为优选，所述钻设机构为薄壁圆筒，所述薄壁圆筒的前端为环形刀刃结构，所述钻设驱动机构能够驱动所述薄壁圆筒旋转转动。

进一步，作为优选，所述钻设驱动机构包括连接座、导向安装座、旋转筒、连接筒、驱动柱，其中，所述连接座一端连接至所述导向安装座，所述连接座的另一端连接传感检测环夹持机构，且所述传感检测环夹持机构伸入所述薄壁圆筒内，所述导向安装座内导向滑动转动的设置有所述旋转筒，所述旋转筒的端部同轴连接所述连接筒，所述连接筒与所述导向安装座之间采用轴承可转动安装，所述连接筒上圆周阵列设置有多个驱动柱，所述驱动柱沿着所述连接筒的轴向方向延伸，所述驱动柱的端部固定连接至所述薄壁圆筒的端部，所述连接座或者导向安装座上设置有驱动所述旋转筒旋转的驱动直驱电机，通过所述驱动直驱电机来驱动所述旋转筒旋转，进而驱动所述薄壁圆筒转动。

进一步，作为优选，所述连接筒上圆周阵列设置有多个连接套，所述驱动柱的端部嵌合固定在所述连接套内。

进一步，作为优选，所述传感检测环夹持机构包括夹紧检测套环、中间盘和抵靠连接柱，其中，所述夹紧检测套环位于所述薄壁圆筒内，且所述夹紧检测套环为环形筒结构，所述夹紧检测套环内的中心设置有所述中间盘，所述中间盘固定在所述抵靠连接柱的端部，所述抵靠连接柱连接至所述超声导波检测仪。

进一步，作为优选，所述夹紧检测套环的材质与锚杆的材质相同，且所述夹紧检测套环的内孔壁能够与锚杆紧密贴合。

进一步，本发明还提供了一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测方法，其特征在于，其采用本发明所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其包括以下步骤：

(1)将该装置置于待检测的锚杆位置，如果需要，可以配合设置支撑机架，将该装置的基座固定在机架上，并使得该装置位于待检测的锚杆位置；

(2)通过位置调节机构，调节好钻设机构的位置，以便使得钻设机构正好对正锚杆，尽可能的使得锚杆的端部位于钻设机构的最中心位置；

(3)开启钻设驱动机构，使得钻设驱动机构驱动钻设机构旋转，通过钻设机构的旋转，实现对锚杆位置的钻设开孔与扩孔，从而使得锚杆露出足够的长度，在钻设时，可以上下微幅的移动位置调节机构，进而实现对钻设机构径向方向的调节，实现钻设机构内的岩层或者煤层的钻下；

(4)待钻设完成后，将钻设机构向前伸入，使得锚杆伸入传感检测环夹持机构内，并使得夹紧检测套环的内孔壁能够与锚杆紧密贴合；

(5)利用超声导波检测仪发射超声导波，利用的超声导波检测仪探测端朝向传感检测环夹持机构发射超导波，并利用超声导波检测仪对信号进行接收与分析，实现锚杆的无损长度检测；

(6)检测完成后，如果需要，则对锚杆的端部进行重新锚固处理。

本发明具有如下优点：本发明提供的一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，与同类型设备相比，具有如下优点：

本发明所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其可以实现自动的对锚杆的端部进行清理，以便于传感检测环夹持机构夹紧套设在待检测的锚杆上，实现自动的对锚杆进行无损检测，提高检测效率与质量，本发明检测方便可靠，可以有效提高检测效率，降低检测强度，实现全程自动无损检测，进而保证对锚杆的质量监控，提高安全生产的安全性。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明的钻设机构和钻设驱动机构的结构示意图；

图4是本发明的钻设驱动机构和传感检测环夹持机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-4对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其包括基座1、钻设机构5、钻设驱动机构4、安装座台6和位置调节机构，其中，所述基座上设置有滑动调节座7，所述基座上还设置有调节所述滑动调节座调节位置的所述位置调节机构，其特征在于，所述滑动调节座上还设置有所述钻设驱动机构，所述钻设驱动机构的输出端连接有所述钻设机构，所述钻设机构内设置有传感检测环夹持机构，所述传感检测环夹持机构能够夹持套设在待检测的锚杆上，在检测时，所述钻设机构实现对锚杆端的钻设，以便使得锚杆露出锚固的壁，进而使得所述传感检测环夹持机构夹紧套设在待检测的锚杆上，所述钻设驱动机构与所述滑动调节座之间还设置有安装座台6，所述安装座台用于安装超声导波检测仪，所述超声导波检测仪的探测端连接至所述传感检测环夹持机构。

所述基座上设置有导向柱或者导轨2，所述滑动调节座可导向滑动的设置在所述导向柱或者导轨上，所述位置调节机构为调节气缸，所述调节气缸的缸体固定在所述基座上，所述调节气缸的活塞端固定连接在所述滑动调节座上。

所述安装座台6与所述滑动调节座之间还设置有锁紧构件3，所述锁紧构件构设为能够将所述滑动调节座锁紧固定在所述基座上，所述锁紧构件为锁紧气缸、锁紧液压缸或者锁紧螺栓。

所述滑动调节座上设置有贯通孔，所述贯通孔内可滑动的设置有滑块，所述滑动调节座上还设有进给气缸9，所述进给气缸的输出端连接所述滑块，所述滑块远离所述进给气缸的一端连接所述锁紧构件或安装座台6。

所述钻设机构5为薄壁圆筒5，所述薄壁圆筒的前端为环形刀刃结构，所述钻设驱动机构能够驱动所述薄壁圆筒旋转转动。

所述钻设驱动机构4包括连接座13、导向安装座12、旋转筒11、连接筒10、驱动柱14，其中，所述连接座一端连接至所述导向安装座，所述连接座的另一端连接传感检测环夹持机构，且所述传感检测环夹持机构伸入所述薄壁圆筒内，所述导向安装座内导向滑动转动的设置有所述旋转筒，所述旋转筒的端部同轴连接所述连接筒，所述连接筒与所述导向安装座之间采用轴承可转动安装，所述连接筒上圆周阵列设置有多个驱动柱，所述驱动柱沿着所述连接筒的轴向方向延伸，所述驱动柱的端部固定连接至所述薄壁圆筒的端部，所述连接座或者导向安装座上设置有驱动所述旋转筒旋转的驱动直驱电机，通过所述驱动直驱电机来驱动所述旋转筒旋转，进而驱动所述薄壁圆筒转动。

所述连接筒上圆周阵列设置有多个连接套18，所述驱动柱的端部嵌合固定在所述连接套内。

所述传感检测环夹持机构包括夹紧检测套环16、中间盘15和抵靠连接柱17，其中，所述夹紧检测套环位于所述薄壁圆筒内，且所述夹紧检测套环为环形筒结构，所述夹紧检测套环内的中心设置有所述中间盘15，所述中间盘15固定在所述抵靠连接柱17的端部，所述抵靠连接柱连接至所述超声导波检测仪。

所述夹紧检测套环16的材质与锚杆的材质相同，且所述夹紧检测套环的内孔壁能够与锚杆紧密贴合。

在本发明中，本发明还提供了一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测方法，其特征在于，其采用本发明所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其包括以下步骤：

(1)将该装置置于待检测的锚杆位置，如果需要，可以配合设置支撑机架，将该装置的基座固定在机架上，并使得该装置位于待检测的锚杆位置；

(2)通过位置调节机构，调节好钻设机构的位置，以便使得钻设机构正好对正锚杆，尽可能的使得锚杆的端部位于钻设机构的最中心位置；

(3)开启钻设驱动机构，使得钻设驱动机构驱动钻设机构旋转，通过钻设机构的旋转，实现对锚杆位置的钻设开孔与扩孔，从而使得锚杆露出足够的长度，在钻设时，可以上下微幅的移动位置调节机构，进而实现对钻设机构径向方向的调节，实现钻设机构内的岩层或者煤层的钻下；

(4)待钻设完成后，将钻设机构向前伸入，使得锚杆伸入传感检测环夹持机构内，并使得夹紧检测套环的内孔壁能够与锚杆紧密贴合；

(5)利用超声导波检测仪发射超声导波，利用的超声导波检测仪探测端朝向传感检测环夹持机构发射超导波，并利用超声导波检测仪对信号进行接收与分析，实现锚杆的无损长度检测；

(6)检测完成后，如果需要，则对锚杆的端部进行重新锚固处理。

本发明所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其可以实现自动的对锚杆的端部进行清理，以便于传感检测环夹持机构夹紧套设在待检测的锚杆上，实现自动的对锚杆进行无损检测，提高检测效率与质量，本发明检测方便可靠，可以有效提高检测效率，降低检测强度，实现全程自动无损检测，进而保证对锚杆的质量监控，提高安全生产的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其包括基座(1)、钻设机构(5)、钻设驱动机构(4)、安装座台(6)和位置调节机构，其中，所述基座上设置有滑动调节座(7)，所述基座上还设置有调节所述滑动调节座位置的所述位置调节机构，其特征在于，所述滑动调节座上还设置有所述钻设驱动机构，所述钻设驱动机构的输出端连接有所述钻设机构，所述钻设机构内设置有传感检测环夹持机构，所述传感检测环夹持机构能够夹持套设在待检测的锚杆上，在检测时，所述钻设机构实现对锚杆端的钻设，以便使得锚杆露出锚固的壁，进而使得所述传感检测环夹持机构夹紧套设在待检测的锚杆上，所述钻设驱动机构与所述滑动调节座之间还设置有安装座台(6)，所述安装座台用于安装超声导波检测仪，所述超声导波检测仪的探测端连接至所述传感检测环夹持机构；

所述基座上设置有导向柱或者导轨(2)，所述滑动调节座可导向滑动的设置在所述导向柱或者导轨上，所述位置调节机构为调节气缸，所述调节气缸的缸体固定在所述基座上，所述调节气缸的活塞端固定连接在所述滑动调节座上；

所述安装座台(6)与所述滑动调节座之间还设置有锁紧构件(3)，所述锁紧构件构设为能够将所述滑动调节座锁紧固定在所述基座上，所述锁紧构件为锁紧气缸、锁紧液压缸或者锁紧螺栓。

2.根据权利要求1所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其特征在于：所述滑动调节座上设置有贯通孔，所述贯通孔内可滑动的设置有滑块，所述滑动调节座上还设有进给气缸(9)，所述进给气缸的输出端连接所述滑块，所述滑块远离所述进给气缸的一端连接所述锁紧构件或安装座台(6)。

3.根据权利要求1所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其特征在于：所述钻设机构(5)为薄壁圆筒(5)，所述薄壁圆筒的前端为环形刀刃结构，所述钻设驱动机构能够驱动所述薄壁圆筒旋转转动。

4.根据权利要求3所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其特征在于：所述钻设驱动机构(4)包括连接座(13)、导向安装座(12)、旋转筒(11)、连接筒(10)、驱动柱(14)，其中，所述连接座一端连接至所述导向安装座，所述连接座的另一端连接传感检测环夹持机构，且所述传感检测环夹持机构伸入所述薄壁圆筒内，所述导向安装座内导向滑动转动的设置有所述旋转筒，所述旋转筒的端部同轴连接所述连接筒，所述连接筒与所述导向安装座之间采用轴承可转动安装，所述连接筒上圆周阵列设置有多个驱动柱，所述驱动柱沿着所述连接筒的轴向方向延伸，所述驱动柱的端部固定连接至所述薄壁圆筒的端部，所述连接座或者导向安装座上设置有驱动所述旋转筒旋转的驱动直驱电机，通过所述驱动直驱电机来驱动所述旋转筒旋转，进而驱动所述薄壁圆筒转动。

5.根据权利要求3所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其特征在于：所述连接筒上圆周阵列设置有多个连接套(18)，所述驱动柱的端部嵌合固定在所述连接套内。

6.根据权利要求4所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其特征在于：所述传感检测环夹持机构包括夹紧检测套环(16)、中间盘(15)和抵靠连接柱(17)，其中，所述夹紧检测套环位于所述薄壁圆筒内，且所述夹紧检测套环为环形筒结构，所述夹紧检测套环内的中心设置有所述中间盘(15)，所述中间盘(15)固定在所述抵靠连接柱(17)的端部，所述抵靠连接柱连接至所述超声导波检测仪。

7.根据权利要求6所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其特征在于：所述夹紧检测套环(16)的材质与锚杆的材质相同，且所述夹紧检测套环的内孔壁能够与锚杆紧密贴合。

8.一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测方法，其特征在于，其采用权利要求1-7任意一项所述一种基于超声导波的复合式锚杆长度无损检测装置，其包括以下步骤：

(1)将该装置置于待检测的锚杆位置，如果需要，可以配合设置支撑机架，将该装置的基座固定在机架上，并使得该装置位于待检测的锚杆位置；

(2)通过位置调节机构，调节好钻设机构的位置，以便使得钻设机构正好对正锚杆，尽可能的使得锚杆的端部位于钻设机构的最中心位置；

(3)开启钻设驱动机构，使得钻设驱动机构驱动钻设机构旋转，通过钻设机构的旋转，实现对锚杆位置的钻设开孔与扩孔，从而使得锚杆露出足够的长度，在钻设时，可以上下微幅的移动位置调节机构，进而实现对钻设机构径向方向的调节，实现钻设机构内的岩层或者煤层的钻下；

(4)待钻设完成后，将钻设机构向前伸入，使得锚杆伸入传感检测环夹持机构内，并使得夹紧检测套环的内孔壁能够与锚杆紧密贴合；

(5)利用超声导波检测仪发射超声导波，利用的超声导波检测仪探测端朝向传感检测环夹持机构发射超导波，并利用超声导波检测仪对信号进行接收与分析，实现锚杆的无损长度检测；

(6)检测完成后，如果需要，则对锚杆的端部进行重新锚固处理。

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