CN215727913U - 一种检测岩体裂隙的仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及岩体裂隙检测领域，公开了一种检测岩体裂隙的仪器，包括信号产生装置、信号接收装置、信号采集装置与信号处理装置，所述信号产生装置为激振力锤，所述信号接收装置为加速度传感器和恒流适配器，所述信号采集装置为数据采集仪器，所述信号处理装置为上位机，所述上位机内安装有信号处理软件，所述加速度传感器采用IEPE压电式加速度传感器，所述激振力锤内设置有力传感器，所述力传感器通过导线与数据采集仪器电性连接，所述加速度传感器通过导线分别与恒流适配器和数据采集仪器电性连接。本实用新型数据处理效率高，抗干扰能力强，测试方式简单，能进行长距离传输，激振力锤整体方便进行拆卸，便于携带。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩体裂隙检测领域，特别涉及一种检测岩体裂隙的仪器。
背景技术
在煤炭开采过程中会形成采空区，导致上覆岩层垮落以及地表沉陷，为了防止地质工程中由于裂隙的存在，改变了原有岩体各类性质包括渗透性、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度，而増强裂隙岩体强度、降低岩体渗透性能，采用的基本方法就是利用具有定粘度、流动性、固化性能的浆液注入至裂隙岩体中，注浆技术，且由于岩体中裂隙网络的非贯通性，低压条件下浆液入渗效果较差，注浆的封堵、加固作用不能满足生产需求需要，利用高注浆压力实现浆液在非贯通裂隙间的劈裂贯通流动，从而扩大浆液影响范围。
扩散半径作为评价注浆效果的主控因素，及时把握浆液的扩散范围是极为重要的。但裂隙岩体深埋于地层中，且裂隙网络是复杂的，注浆浆液在岩体裂隙内的流动扩散是极其隐蔽的，浆液的扩散流动可直观观测难度极大。当前在实际现场工程中，缺乏监测识别浆液在裂隙岩体中的扩散流动方法，缺乏对浆液扩散形状大小及影响范围的直观显示方法。
冲击回波法是一种无损检测岩体裂隙的方法，冲击回波法需要检测仪器实现，现有冲击回波法使用的检测仪器，不方便同时对多组多个测量点进行同时测量，抗干扰能力较差，测试方式较为复杂，此外，现有冲击回波法中使用的激振力锤锤杆不方便调节，激振力锤整体不方便进行拆卸，携带较为不便，为此，我们提出一种检测岩体裂隙的仪器。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种检测岩体裂隙的仪器，可以有效解决上述背景技术中提出的现有检测仪器测量方式复杂，抗干扰能力较差，激振力锤不便于拆卸和携带不便的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种检测岩体裂隙的仪器，包括信号产生装置、信号接收装置、信号采集装置与信号处理装置，所述信号产生装置为激振力锤，所述信号接收装置为加速度传感器和恒流适配器，所述信号采集装置为数据采集仪器，所述信号处理装置为上位机，所述上位机内安装有信号处理软件，所述加速度传感器采用IEPE压电式加速度传感器，所述激振力锤内设置有力传感器。
优选的，所述力传感器通过导线分别与恒流适配器和数据采集仪器电性连接，所述加速度传感器通过导线分别与恒流适配器和数据采集仪器电性连接，所述数据采集仪器通过导线与上位机电性连接。
优选的，所述激振力锤包括壳体、锤座、锤杆和防滑套，所述力传感器固定安装在壳体内，所述壳体与锤座之间螺纹连接，所述力传感器上固定连接有冲击垫座，所述冲击垫座上固定连接有连接杆，所述连接杆远离冲击垫座的一端穿出壳体螺纹连接有锤头。
优选的，所述锤杆的两端分别与锤座和防滑套连接，所述锤杆的中部设置有连接轴，所述连接轴的两侧通过轴承连接有支撑板，所述支撑板与锤杆内壁固定连接，所述连接轴的两端和中部均固定连接有第一锥齿轮，位于所述连接轴中部的第一锥齿轮上啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮上固定连接有驱动轴，所述驱动轴的一端穿出锤杆。
优选的，位于所述连接轴两端的第一锥齿轮上啮合有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮的中部固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的两侧均螺纹连接有插杆，所述插杆为长方体结构且与锤杆的侧壁滑动连接，所述插杆的端部固定连接有挡片，所述锤座和防滑套内均开设有与插杆相互配合的插孔。
优选的，所述锤杆的外侧固定连接有滑条，所述锤座和防滑套内均开设有与滑条相互配合的滑槽。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1.本实用新型将加速度传感器固定在被测岩体上选定的测点处，使用激振力锤进行锤击，恒流适配器接通电源为力传感器和加速度传感器提供稳定恒流源，通过数据线将采集到的信号传送至数据采集仪器，在上位机软件中设置采样率和采样时间，通过上位机内的信号处理软件记录数据和绘制图形，激振力锤内的力传感器能够测量激振力的大小，本装置对数据的测量效率高，能同时对多组数据进行处理，加速度传感器采用IEPE压电式加速度传感器能降低干扰，简化测试方式，进行长距离传输。
2.本实用新型中激振力锤上设置防滑套起到防滑作用，锤杆与锤座和防滑套之间可以进行快速拆卸安装，拆卸时，旋转驱动轴带动连接轴旋转，带动两侧的螺纹杆旋转，螺纹杆两端的长方体插杆能在锤杆的侧壁上滑动，使插杆能从插孔内抽出，即可将锤杆拆卸下来，可拆卸方便了携带，而且能根据需求更换锤杆，调节锤杆的长度。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型中激振力锤的结构示意图。
图3为本实用新型中激振力锤的剖视图。
图4为本实用新型中锤杆的剖视图。
图5为本实用新型中锤杆的结构示意图。
图6为本实用新型的工作原理框图。
图中：1、加速度传感器；2、激振力锤；3、恒流适配器；4、数据采集仪器；5、上位机；6、锤座；7、壳体；8、锤头；9、锤杆；10、防滑套；11、驱动轴；12、第二锥齿轮；13、支撑板；14、连接轴；15、第一锥齿轮；16、插杆；17、第三锥齿轮；18、螺纹杆；19、滑条；20、挡片；21、力传感器；22、冲击垫座；23、连接杆。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
如图1-图6所示，一种检测岩体裂隙的仪器，包括信号产生装置、信号接收装置、信号采集装置与信号处理装置，信号产生装置为激振力锤2，信号接收装置为加速度传感器1和恒流适配器3，信号采集装置为数据采集仪器4，信号处理装置为上位机5，上位机5内安装有信号处理软件，加速度传感器1采用IEPE压电式加速度传感器，采用IEPE压电式加速度传感器能降低干扰，简化测试方式，进行长距离传输，加速度传感器1的数量和数据采集仪器4的通道数根据被测岩体上选定的测点实际情况确定，激振力锤2内设置有力传感器21，力传感器21能够测量激振力的大小。
力传感器21通过导线分别与恒流适配器3和数据采集仪器4电性连接，加速度传感器1通过导线分别与恒流适配器3和数据采集仪器4电性连接，数据采集仪器4通过导线与上位机5电性连接，恒流适配器3接通电源为加速度1传感器1提供一个恒流源，通过数据线将采集到的信号传送至数据采集仪器4，在上位机5软件中设置采样率和采样时间。
激振力锤2包括壳体7、锤座6、锤杆9和防滑套10，力传感器21固定安装在壳体7内，壳体7与锤座6之间螺纹连接，力传感器21上固定连接有冲击垫座22，冲击垫座22上固定连接有连接杆23，连接杆23远离冲击垫座22的一端穿出壳体7螺纹连接有锤头8，通过锤头8进行锤击，锤击产生的冲击力传递到力传感器21上，从而检测出激振力的大小，锤头8可以为钢、铝、尼龙、橡胶材质，根据实际情况进行选择。
锤杆9的两端分别与锤座6和防滑套10连接，锤杆9的中部设置有连接轴14，连接轴14的两侧通过轴承连接有支撑板13，支撑板13与锤杆9内壁固定连接，连接轴14的两端和中部均固定连接有第一锥齿轮15，位于连接轴14中部的第一锥齿轮15上啮合有第二锥齿轮12，第二锥齿轮12上固定连接有驱动轴11，驱动轴11的一端穿出锤杆9。
位于连接轴14两端的第一锥齿轮15上啮合有第三锥齿轮17，第三锥齿轮17的中部固定连接有螺纹杆18，螺纹杆18的两侧均螺纹连接有插杆16，插杆16为长方体结构且与锤杆9的侧壁滑动连接，插杆16的端部固定连接有挡片20，锤座6和防滑套10内均开设有与插杆16相互配合的插孔，挡片20能防止插杆16完全进入到锤杆9内。
锤杆9的外侧固定连接有滑条19，锤座6和防滑套10内均开设有与滑条19相互配合的滑槽，滑槽与滑条19相互配合，便于当锤杆9的两端插入到锤座6和防滑套10内之后，插杆16能够与插孔进行定位。
本实用新型的工作原理：本实用新型在使用时，沿岩体中心的横向与垂向对称轴布置测线，分别对测点进行编号，确定拾振点与岩体中心位置，将加速度传感器1固定在被测岩体上选定的测点处，使用激振力锤2进行锤击，恒流适配器3接通电源为加速度传感器1和力传感器21提供稳定恒流源，通过数据线将采集到的信号传送至数据采集仪器4，在上位机5软件中设置采样率和采样时间，通过上位机5内的信号处理软件记录数据和绘制图形，激振力锤2内的力传感器21能够测量激振力的大小，本实用新型中激振力锤2上设置防滑套10起到防滑作用，锤杆9与锤座6和防滑套10之间可以进行快速拆卸安装，拆卸时，旋转驱动轴11带动连接轴14旋转，带动两侧的螺纹杆18旋转，螺纹杆18两端的长方体插杆16能在锤杆9的侧壁上滑动，使插杆16能从插孔内抽出，即可将锤杆9拆卸下来，可拆卸方便了携带，而且能根据需求更换锤杆9，调节锤杆9的长度。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用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实用新型范围内。本实用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 (6)
1.一种检测岩体裂隙的仪器，其特征在于：包括信号产生装置、信号接收装置、信号采集装置与信号处理装置，所述信号产生装置为激振力锤(2)，所述信号接收装置为加速度传感器(1)和恒流适配器(3)，所述信号采集装置为数据采集仪器(4)，所述信号处理装置为上位机(5)，所述上位机(5)内安装有信号处理软件，所述加速度传感器(1)采用IEPE压电式加速度传感器，所述激振力锤(2)内设置有力传感器(21)。
2.根据权利要求1所述的一种检测岩体裂隙的仪器，其特征在于：所述力传感器(21)通过导线分别与恒流适配器(3)和数据采集仪器(4)电性连接，所述加速度传感器(1)通过导线分别与恒流适配器(3)和数据采集仪器(4)电性连接，所述数据采集仪器(4)通过导线与上位机(5)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种检测岩体裂隙的仪器，其特征在于：所述激振力锤(2)包括壳体(7)、锤座(6)、锤杆(9)和防滑套(10)，所述力传感器(21)固定安装在壳体(7)内，所述壳体(7)与锤座(6)之间螺纹连接，所述力传感器(21)上固定连接有冲击垫座(22)，所述冲击垫座(22)上固定连接有连接杆(23)，所述连接杆(23)远离冲击垫座(22)的一端穿出壳体(7)螺纹连接有锤头(8)。
4.根据权利要求3所述的一种检测岩体裂隙的仪器，其特征在于：所述锤杆(9)的两端分别与锤座(6)和防滑套(10)连接，所述锤杆(9)的中部设置有连接轴(14)，所述连接轴(14)的两侧通过轴承连接有支撑板(13)，所述支撑板(13)与锤杆(9)内壁固定连接，所述连接轴(14)的两端和中部均固定连接有第一锥齿轮(15)，位于所述连接轴(14)中部的第一锥齿轮(15)上啮合有第二锥齿轮(12)，所述第二锥齿轮(12)上固定连接有驱动轴(11)，所述驱动轴(11)的一端穿出锤杆(9)。
5.根据权利要求4所述的一种检测岩体裂隙的仪器，其特征在于：位于所述连接轴(14)两端的第一锥齿轮(15)上啮合有第三锥齿轮(17)，所述第三锥齿轮(17)的中部固定连接有螺纹杆(18)，所述螺纹杆(18)的两侧均螺纹连接有插杆(16)，所述插杆(16)为长方体结构且与锤杆(9)的侧壁滑动连接，所述插杆(16)的端部固定连接有挡片(20)，所述锤座(6)和防滑套(10)内均开设有与插杆(16)相互配合的插孔。
6.根据权利要求3所述的一种检测岩体裂隙的仪器，其特征在于：所述锤杆(9)的外侧固定连接有滑条(19)，所述锤座(6)和防滑套(10)内均开设有与滑条(19)相互配合的滑槽。
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