CN208013149U - 一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置 - Google Patents

Abstract

本新型涉及一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，包括承载立柱、横梁、底座、工作台、升降驱动机构、上检测体、下检测体、声波换能器、电阻应变片及控制电路，承载立柱两端分别与横梁、底座相互垂直连接并构成矩形框架结构，上检测体、下检测体分别安装在底座和横梁上的工作台上，上检测体、下检测体均包括承载柱、硬质定位套、弹性定位套及承压端头，声波换能器嵌于弹性定位套内。本新型一方面有效的提高了煤体力学性能检测作业的工作效率和精度，另一方面在提高检测作业效率的同时，有效的提高了检测设备的通用型。

Description

一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置

技术领域

本新型涉及一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，属地质勘测技术领域。

背景技术

煤系地层结构及物性特征对煤炭的井下安全高效绿色开采及煤层气的开发具有重大的现实意义。当前，获取煤系地层结构及物性信息的主要方法还是以勘探为主，其中在进行地质勘探作业过程中，主要以超声波作业勘探介质，当前在超声波地质勘探作业过程中发现，一方面当前所使用的超声波勘探设备结构往往相对复杂，使用灵活性差，操作难度大，另一方面当前所使用的超声波检测设备在进行勘探过程中，往往仅能在特定方向上进行勘探检测作业，因此不能有效全面的获得地质勘作业面的杨氏模量、剪切模量、体积模量、泊松比、纵波波速、横波波速等弹性参数，从而导致当前的地质勘探作业对检测作业面的力学检测性能全面性差，检测设备通用型不足等缺陷，因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的地质勘探用超声波检测装置及检测方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

本实用新型目的就在于克服上述不足，提供一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置。

为实现上述目的，本新型是通过以下技术方案来实现：

一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，包括承载立柱、横梁、底座、工作台、升降驱动机构、上检测体、下检测体、声波换能器、电阻应变片及控制电路，承载立柱共两个，以底座中线对称分布，且承载立柱两端分别与横梁、底座相互垂直连接并构成矩形框架结构，工作台共两个，分别通过升降驱动机构安装在底座上表面和横梁下表面，且两个工作台相互同轴分布，上检测体、下检测体分别安装在底座和横梁上的工作台上，并与工作台同轴分布，上检测体、下检测体均包括承载柱、硬质定位套、弹性定位套及承压端头，承载柱为圆柱形空心管状结构，其两端位置分别为检测端和导线端，且检测端和导线端均与承压端头相互连接，其中检测端通过承压端头与工作台相互连接，承压端头与待检测煤块表面相抵，且检测端的承压端头上设检测口，检测口与承载柱同轴分布，硬质定位套、弹性定位套均为与承载柱同轴分布的管状结构，硬质定位套、弹性定位套下端面与承载柱下端面平齐分布，上端面低于承载柱上端面1—10厘米，其中硬质定位套与承载柱内表面间通过滑轨相互滑动连接，并包覆在弹性定位套外，声波换能器嵌于弹性定位套内，并与承载柱同轴分布，且声波换能器下端面嵌于检测口内并与检测口下端面平齐分布，导线端的承载柱侧表面设导线孔，声波换能器的导线通过导线孔与控制电路电气连接，电阻应变片共两个并贴在待检测煤块侧表面，且两个电阻应变片均位于待检测煤块同一侧表面位置，两个电阻应变片轴线相互垂直分布，电阻应变片间相互并联并均与控制电路电气连接，待检测煤块为与上检测体、下检测体同轴分布的圆柱体结构，且待检测煤块直径与上检测体、下检测体直径相同，控制电路安装在底座上并分别与升降驱动机构、声波换能器、电阻应变片电气连接。

进一步的，所述的升降驱动机构为气压缸、液压缸及丝杠机构中的任意一种。

进一步的，所述的工作台下表面通过行走机构分别与横梁、底座相互滑动连接。

进一步的，所述的上检测体、下检测体与待检测煤块间通过绝缘密封套管相互连接，且所述的绝缘密封套管包覆在上检测体、下检测体与待检测煤块外表面。

进一步的，所述的待检测煤块高度为70—100mm。

进一步的，所述的待检测煤块侧表面的两个电阻应变片间以待检测煤块中线对称，且两个电阻应变片间间距为3—5mm。

进一步的，所述的待检测煤块两端位置均设耦合剂，并通过耦合剂与上检测体、下检测体端面相抵。

本新型设备结构简单，使用灵活方面便，检测作业效率和检测精度高，一方面有效的提高了煤体力学性能检测作业的工作效率和精度，另一方面可通过一次检测同时获得杨氏模量、体积模量、泊松比、纵波波速、横波波速等弹性参数，从而在提高检测作业效率的同时，有效的提高了检测设备的通用型和适用范围。

附图说明

图1为本新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，如图1所示，一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，包括承载立柱1、横梁2、底座3、工作台4、升降驱动机构5、上检测体6、下检测体7、声波换能器8、电阻应变片9及控制电路10，承载立柱1共两个，以底座3中线对称分布，且承载立柱1两端分别与横梁2、底座3相互垂直连接并构成矩形框架结构，工作台4共两个，分别通过升降驱动机构5安装在底座3上表面和横梁2下表面，且两个工作台4相互同轴分布，上检测体6、下检测体7分别安装在底座3和横梁2上的工作台4上，并与工作台4同轴分布，上检测体6、下检测体7均包括承载柱101、硬质定位套102、弹性定位套103及承压端头104，承载柱101为圆柱形空心管状结构，其两端位置分别为检测端105和导线端106，且检测端105和导线端106均与承压端头104相互连接，其中检测端105通过承压端头104与工作台4相互连接，承压端头104与待检测煤块11表面相抵，且检测端105的承压端头104上设检测口12，检测口12与承载柱1同轴分布，硬质定位套102、弹性定位套103均为与承载柱101同轴分布的管状结构，硬质定位套102、弹性定位套103下端面与承载柱101下端面平齐分布，上端面低于承载柱101上端面1—10厘米，其中硬质定位套102与承载柱101内表面间通过滑轨13相互滑动连接，并包覆在弹性定位套103外，声波换能器8嵌于弹性定位套103内，并与承载柱101同轴分布，且声波换能器8下端面嵌于检测口12内并与检测口12下端面平齐分布，导线端106的承载柱101侧表面设导线孔14，声波换能器8的导线通过导线孔14与控制电路10电气连接，电阻应变片9共两个并贴在待检测煤块11侧表面，且两个电阻应变片9均位于待检测煤块11同一侧表面位置，两个电阻应变片9轴线相互垂直分布，电阻应变片9间相互并联并均与控制电路10电气连接，待检测煤块11为与上检测体6、下检测体7同轴分布的圆柱体结构，且待检测煤块11直径与上检测体6、下检测体7直径相同，控制电路10安装在底座3上并分别与升降驱动机构5、声波换能器8、电阻应变片9电气连接。

本实施例中，所述的升降驱动机构5为气压缸、液压缸及丝杠机构中的任意一种。

本实施例中，所述的工作台4下表面通过行走机构15分别与横梁2、底座3相互滑动连接。

本实施例中，所述的上检测体6、下检测体7与待检测煤块11间通过绝缘密封套管16相互连接，且所述的绝缘密封套管16包覆在上检测体6、下检测体7与待检测煤块11外表面。

本实施例中，所述的待检测煤块11高度为70—100mm。

本实施例中，所述的待检测煤块11侧表面的两个电阻应变片9间以待检测煤块11中线对称，且两个电阻应变片9间间距为3—5mm。

本实施例中，所述的待检测煤块11两端位置均设耦合剂17，并通过耦合剂17与上检测体6、下检测体7端面相抵。

本新型在具体实施时，首先将从待检测煤块上从三个相互垂直方向上选取煤样，然后分别对各煤样进行检测并进行后期数据处理运算得到检测结果；

在检测时，由上检测体6、下检测体7对煤样进行夹持，然后由声波换能器对煤样进行超声波振荡作业，在进行振荡作业时，由电阻应变片对煤样震动过程中的电阻变化进行采集，并最终由控制电路计算出检测结果即可。

本新型设备结构简单，使用灵活方便，检测作业效率和检测精度高，一方面有效的提高了煤体力学性能检测作业的工作效率和精度，另一方面可通过一次检测同时获得杨氏模量、体积模量、泊松比、纵波波速、横波波速等弹性参数，从而在提高检测作业效率的同时，有效的提高了检测设备的通用型和适用范围。

以上显示和描述了本新型的基本原理和主要特征和本新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本新型的原理，在不脱离本新型精神和范围的前提下，本新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本新型范围内。本新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，其特征在于，所述的单轴加载煤体超声波速测试系统装置包括承载立柱、横梁、底座、工作台、升降驱动机构、上检测体、下检测体、声波换能器、电阻应变片及控制电路，所述的承载立柱共两个，以底座中线对称分布，且承载立柱两端分别与横梁、底座相互垂直连接并构成矩形框架结构，所述的工作台共两个，分别通过升降驱动机构安装在底座上表面和横梁下表面，且两个工作台相互同轴分布，所述的上检测体、下检测体分别安装在底座和横梁上的工作台上，并与工作台同轴分布，所述的上检测体、下检测体均包括承载柱、硬质定位套、弹性定位套及承压端头，所述的承载柱为圆柱形空心管状结构，其两端位置分别为检测端和导线端，且检测端和导线端均与承压端头相互连接，其中所述的检测端通过承压端头与工作台相互连接，承压端头与待检测煤块表面相抵，且所述的检测端的承压端头上设检测口，所述的检测口与承载柱同轴分布，所述的硬质定位套、弹性定位套均为与承载柱同轴分布的管状结构，所述的硬质定位套、弹性定位套下端面与承载柱下端面平齐分布，上端面低于承载柱上端面1—10厘米，其中所述的硬质定位套与承载柱内表面间通过滑轨相互滑动连接，并包覆在弹性定位套外，所述的声波换能器嵌于弹性定位套内，并与承载柱同轴分布，且所述的声波换能器下端面嵌于检测口内并与检测口下端面平齐分布，所述的导线端的承载柱侧表面设导线孔，所述声波换能器的导线通过导线孔与控制电路电气连接，所述电阻应变片共两个并贴在待检测煤块侧表面，且两个电阻应变片均位于待检测煤块同一侧表面位置，两个电阻应变片轴线相互垂直分布，所述的电阻应变片间相互并联并均与控制电路电气连接，所述的待检测煤块为与上检测体、下检测体同轴分布的圆柱体结构，且待检测煤块直径与上检测体、下检测体直径相同，所述的控制电路安装在底座上并分别与升降驱动机构、声波换能器、电阻应变片电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，其特征在于：所述的升降驱动机构为气压缸、液压缸及丝杠机构中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，其特征在于：所述的工作台下表面通过行走机构分别与横梁、底座相互滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，其特征在于：所述的上检测体、下检测体与待检测煤块间通过绝缘密封套管相互连接，且所述的绝缘密封套管包覆在上检测体、下检测体与待检测煤块外表面。

5.根据权利要求1所述的一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，其特征在于：所述的待检测煤块高度为70—100mm。

6.根据权利要求1所述的一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，其特征在于：所述的待检测煤块侧表面的两个电阻应变片间以待检测煤块中线对称，且两个电阻应变片间间距为3—5mm。

7.根据权利要求1所述的一种单轴加载煤体超声波速测试系统装置，其特征在于：所述的待检测煤块两端位置均设耦合剂，并通过耦合剂与上检测体、下检测体端面相抵。