CN218601480U - 一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置，包括箱体架，所述箱体架两侧均通过球笼式万向节连接摆臂一端，摆臂另一端固定连接锤头，箱体架前端固定连接弹簧一端，弹簧另一端固定连接摆臂，所述箱体架两侧间设置滑动槽，滑动槽内设置往复直线运动机构；所述震波检测装置包括震波检测系统，震波检测系统电连接触发感应器与检波感应器。本实用新型通过设置往复直线运动机构、摆臂以及弹簧，往复直线运动机构能够周期性地顶开摆臂，摆臂能够敲击枕木，产生震源，之后震波检测装置能够先后检测到触发感应器与检波感应器发来的信号，这样保证了震源信号的可靠性、减轻了工作人员的工作强度、降低了作业成本、消除了安全隐患。

Description

一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置

技术领域

本实用新型属于单孔波速测试领域，具体涉及一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置。

背景技术

在工程勘察中，各土层的剪切波速是一种需要获取的常规参数，在剪切波速获取的手段中，单孔波速测试是效率高、成本低的有效方法，在工程勘察领域得以广泛应用。尤其是近些年出现的利用静力触探多功能探头进行波速测试的手段，因其无需单独钻孔、与静力触探同时完成测试，进一步提高了工作效率、降低了作业成本，受到勘察领域的青睐。在单孔波速测试过程中，需要在孔口附近提供震源，传统的利用钻孔进行波速测试，一般是将木板或枕木使用重物压住、或使用汽车轮胎压住，由人工使用大锤敲木板或枕木的两端激发震源；利用静力触探多功能探头进行波速测试，则是利用静力触探设备的液压支腿下边的枕木，由人工使用大锤敲枕木的两端激发震源。由人工使用大锤敲木板或枕木的两端激发震源存在以下问题，目前人工费用越来越高，造成作业成本高；工人的劳动强度大，长时间作业容易疲劳，造成敲击的力度与敲击点位置把握不准，直接影响到震源信号的可靠性；人工敲击的准确性时常出现偏差，大锤容易触碰到压枕木的设备、甚至触碰到工人的腿脚，造成人或物的伤害，存在较大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：如何安全、方便地激发震源，同时检测震波，为解决上述问题，提供一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是以下述方式实现的：

一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置，包括震源激发装置与震波检测装置，所述震源激发装置包括箱体架，箱体架前端位置放置枕木，所述箱体架两侧均通过球笼式万向节连接摆臂一端，摆臂另一端固定连接锤头，箱体架前端固定连接弹簧一端，弹簧另一端固定连接摆臂，所述箱体架两侧间设置滑动槽，滑动槽内设置往复直线运动机构，所述往复直线运动机构用于周期性顶起摆臂，所述箱体架前端铰接导向杆，导向杆展开后与水平面具有一定的夹角α，摆臂放置在展开后的导向杆上，所述箱体架前端两侧设置锁紧装置，所述锁紧装置用于将展开后的导向杆锁紧固定在箱体架上；

所述往复直线运动机构的伸缩杆高度h小于高度H，所述高度H为从摆臂在导向杆处的初始位置到导向杆最高点的高度；

所述往复直线运动机构的伸缩杆的端头与摆臂间的接触面均为平面；

所述震波检测装置包括震波检测系统，震波检测系统电连接触发感应器与检波感应器，所述触发感应器设置在锤头处，检波感应器位于土体内。

所述箱体架下端两侧均固定连接固定杆，固定杆间放置枕木，固定杆用于夹持枕木。

所述箱体架前端固定连接承力杆，承力杆中间设置铆钉，铆钉固定连接弹簧一端，弹簧另一端固定连接摆臂。

所述往复直线运动机构包括电动机，电动机电连接正反转开关，所述电动机通过支腿固定连接在箱体架内下端的上表面，箱体架上端与下端之间转动连接转动轴，转动轴上固定连接大皮带轮，电动机的旋转轴上固定连接小皮带轮，小皮带轮与大皮带轮间通过皮带连接，箱体架两侧间设置滑动槽，滑动槽内设置伸缩杆，转动轴上端设置齿盘，伸缩杆与齿盘均设置有配套的齿，齿盘通过旋转可带动伸缩杆左右滑动。

相对于现有技术，本实用新型具有以下益处：本实用新型通过设置往复直线运动机构、摆臂以及弹簧，往复直线运动机构能够周期性地顶开摆臂，在摆臂回弹的过程中，摆臂能够敲击枕木，产生震源，之后震波检测装置能够先后检测到触发感应器与检波感应器发来的信号，这样保证了震源信号的可靠性、减轻了工作人员的工作强度、降低了作业成本、消除了安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图A。

图2是图1的俯视图。

图3是往复直线运动机构开始顶起摆臂。

图4是往复直线运动机构顶起摆臂过程中。

图5是震波检测装置结构示意图。

图6是本实用新型结构示意图B

其中，1是箱体架；2是承力杆；3是铆钉；4是摆臂；5是导向杆；6是弹簧；7是伸缩杆；8是固定杆；9是电动机；10是小皮带轮；11是皮带；12是大皮带轮；13是齿盘；14是支腿；15是往复直线运动机构；16是滑动槽；17是锤头；18是震波检测系统；19是触发感应器；20是检波感应器；21是土体；22是球笼式万向节；23是枕木；24是转动轴；25是锁紧装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

现结合实施例、附图对本实用新型作进一步描述：

如图1~6所示，一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置，包括震源激发装置与震波检测装置，震源激发装置包括箱体架1，箱体架1前端位置放置枕木23，箱体架1两侧均通过球笼式万向节22连接摆臂4一端，摆臂4另一端固定连接锤头17，箱体架1前端固定连接弹簧6一端，弹簧6另一端固定连接摆臂4，此处的弹簧6为强力弹簧6，这样在回弹的过程中，摆臂4才能够产生更强的力。箱体架1两侧间设置滑动槽16，滑动槽16内设置往复直线运动机构15，往复直线运动机构15用于周期性顶起摆臂4。设置枕木23是单孔波速测试中是常规设置，当往复直线运动机构15周期性顶开摆臂4时，摆臂4能够在弹簧6的作用下再次回弹到原来的位置，等待下次再次顶开。在摆臂4回弹的过程中，锤头17能够敲击枕木23，产生震源，这样保证了震源信号的可靠性、减轻了工作人员的工作强度、降低了作业成本、消除了安全隐患。滑动槽16保证了往复直线运动机构15的伸缩杆7能够按照指定方向、位置移动。

箱体架1前端铰接导向杆5，箱体架1前端两侧设置锁紧装置25，导向杆5展开后与水平面具有一定的夹角，摆臂4放置在展开后的导向杆5上，锁紧装置25用于将展开后的导向杆5进行锁紧固定，防止摆臂4在导向杆5上滑动的时候，导致导向杆5移动，影响敲击效果。

往复直线运动机构15的伸缩杆7高度h小于高度H，高度H为从摆臂4在导向杆5处的初始位置到导向杆5最高点的高度。这样可以保证将摆臂4推到足够远的位置处时，摆臂4能够刚好从伸缩杆7上方滑过，之后在弹簧6的作用下产生较强的震源。

往复直线运动机构15的伸缩杆7的端头与摆臂4间的接触面均为平面。端头为平面，同时端头接触的摆臂4的位置处也为平面，摆臂向上移动是靠导向杆的作用，这样保证了摆臂4在伸缩杆7的推动下能够向上移动，而不是向下移动，即平面保证了两两接触的稳定性。

震波检测装置包括震波检测系统18，震波检测系统18电连接触发感应器19与检波感应器20，触发感应器19设置在锤头17处，检波感应器20位于土体21内。震波检测装置是常见的检测装置，常和静力触探一起使用，避免了单独钻孔放置检波感应器20。在进行静力触探后可以顺便进行震波的检测，而从可以推算出这片区域土体21的性质。

箱体架1下端两侧均固定连接固定杆8，固定杆8间放置枕木23，固定杆8用于夹持枕木23后，枕木23基本固定在固定杆8间不动，这时敲击枕木23，并不会因为震动让设备移动。

箱体架1前端固定连接承力杆2，承力杆2中间设置铆钉3，铆钉3固定连接弹簧6一端，弹簧6另一端固定连接摆臂4。在摆臂4被伸缩杆7顶开的时候，会在弹簧6的作用下回弹，进而敲击枕木23。

往复直线运动机构15包括电动机9，电动机9电连接正反转开关，电动机9通过支腿14固定连接在箱体架1内下端的上表面，箱体架1上端与下端之间转动连接转动轴24，转动轴24上固定连接大皮带轮12，电动机9的旋转轴上固定连接小皮带轮10，小皮带轮10与大皮带轮12间通过皮带11连接，箱体架1两侧间设置滑动槽16，滑动槽16内设置伸缩杆7，转动轴24上端设置齿盘13，伸缩杆7与齿盘13设置有配套的齿，齿盘13通过旋转可带动伸缩杆7左右滑动。

齿盘13、伸缩杆7、滑动槽16、摆臂4、弹簧6、铆钉3及导向杆5的铰接处，均在同一水平面上（以下称该水平面为标准面），摆臂4放置在导向杆5上，在伸缩杆7的向外推动下，摆臂4逐渐张开，张开过程中，由于导向杆5具有上扬的一定角度，摆臂4会随之上扬，而伸缩杆7一直处于水平状态，待伸缩杆7与伸缩杆7和摆臂4的接触点脱离同一平面时（此时达到摆臂4的设计张开角度），摆臂4在弹簧6的拉力下迅速回弹，并且在摆臂4与伸缩杆7脱离的同一时间，旋转电动机9的正反转开关，伸缩杆7即跟随齿盘13向相反的方向移动，推动另一侧的摆臂4、使之逐渐张开，伸缩杆7继续移动，待摆臂4达到至设计张开角度时，伸缩杆7与伸缩杆7和摆臂4的接触点脱离同一平面，摆臂4在弹簧6的拉力下迅速回弹，回到原始状态，电动机9反向旋转，继续下一轮回。

本实用新型的工作过程如下：

第一种：展开导向杆5，再使用锁紧装置25锁紧固定导向杆5，然后将摆臂4放置在导向杆5上面，使摆臂4能够沿着导向杆5滑动。将枕木23放置在固定杆8之间，使用固定杆8夹持枕木23，之后往复直线运动机构15连接到外部电源上，然后启动往复直线运动机构15，在往复直线运动机构15的向外推动下，摆臂4逐渐张开，张开过程中，由于导向杆5具有上扬的一定角度，摆臂4会随之上扬，而往复直线运动机构15一直处于水平状态，待往复直线运动机构15与往复直线运动机构15和摆臂4的接触点脱离同一平面时（此时达到摆臂4的设计张开角度），摆臂4在弹簧6的拉力下迅速回弹，摆臂4在回弹的过程中，锤头17能够敲击枕木23，从而产生震源，之后利用震波检测装置进行震波检测。

第二种：展开导向杆5，再使用锁紧装置25锁紧固定导向杆5，然后将摆臂4放置在导向杆5上面，使摆臂4能够沿着导向杆5滑动。将枕木23放置在固定杆8之间，使用固定杆8夹持枕木23，之后电动机9连接到外部电源上，然后启动电动机9，电动机9带动大皮带轮12转动，齿盘13随之转动，此时与齿盘13相互配合使用的伸缩杆7，做直线运动，在伸缩杆7的向外推动下，摆臂4逐渐张开，张开过程中，由于导向杆5具有上扬的一定角度，摆臂4会随之上扬，而伸缩杆7一直处于水平状态，待伸缩杆7与伸缩杆7和摆臂4的接触点脱离同一平面时（此时达到摆臂4的设计张开角度），摆臂4在弹簧6的拉力下迅速回弹，摆臂4在回弹的过程，锤头17能够敲击枕木23，从而产生震源，同一时间旋转正反转开关。之后当伸缩杆7顶起另一侧的摆臂4回弹时，再次旋转正反转开关，这一侧的摆臂4同样会敲击枕木23产生震源。只要伸缩杆7与伸缩杆7和摆臂4的接触点脱离同一平面时，就需要旋转正反转开关，使伸缩杆7向另一侧的摆臂4移动，之后另一侧的摆臂4敲击枕木23产生震源，之后利用震波检测装置进行震波检测。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置，包括震源激发装置与震波检测装置，所述震源激发装置包括箱体架（1），箱体架（1）前端位置放置枕木（23），其特征在于，所述箱体架（1）两侧均通过球笼式万向节（22）连接摆臂（4）一端，摆臂（4）另一端固定连接锤头（17），箱体架（1）前端固定连接弹簧（6）一端，弹簧（6）另一端固定连接摆臂（4），所述箱体架（1）两侧间设置滑动槽（16），滑动槽（16）内设置往复直线运动机构（15），所述往复直线运动机构（15）用于周期性顶起摆臂（4），所述箱体架（1）前端铰接导向杆（5），导向杆（5）展开后与水平面具有一定的夹角α，摆臂（4）放置在展开后的导向杆（5）上，所述箱体架（1）前端两侧设置锁紧装置（25），所述锁紧装置（25）用于将展开后的导向杆（5）锁紧固定在箱体架（1）上；

所述往复直线运动机构（15）的伸缩杆（7）高度h小于高度H，所述高度H为从摆臂（4）在导向杆（5）处的初始位置到导向杆（5）最高点的高度；

所述往复直线运动机构（15）的伸缩杆（7）的端头与摆臂（4）间的接触面均为平面；

所述震波检测装置包括震波检测系统（18），震波检测系统（18）电连接触发感应器（19）与检波感应器（20），所述触发感应器（19）设置在锤头（17）处，检波感应器（20）位于土体（21）内。

2.根据权利要求1所述的一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置，其特征在于，所述箱体架（1）下端两侧均固定连接固定杆（8），固定杆（8）间放置枕木（23），固定杆（8）用于夹持枕木（23）。

3.根据权利要求1所述的一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置，其特征在于，所述箱体架（1）前端固定连接承力杆（2），承力杆（2）中间设置铆钉（3），铆钉（3）固定连接弹簧（6）一端，弹簧（6）另一端固定连接摆臂（4）。

4.根据权利要求1所述的一种用于单孔波速测试的震源激发与震波检测装置，其特征在于，所述往复直线运动机构（15）包括电动机（9），电动机（9）电连接正反转开关，所述电动机（9）通过支腿（14）固定连接在箱体架（1）内下端的上表面，箱体架（1）上端与下端之间转动连接转动轴（24），转动轴（24）上固定连接大皮带轮（12），电动机（9）的旋转轴上固定连接小皮带轮（10），小皮带轮（10）与大皮带轮（12）间通过皮带（11）连接，箱体架（1）两侧间设置滑动槽（16），滑动槽（16）内设置伸缩杆（7），转动轴（24）上端设置齿盘（13），伸缩杆（7）与齿盘（13）均设置有配套的齿，齿盘（13）通过旋转可带动伸缩杆（7）左右滑动。

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