一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，属于锚杆检测技术领域。


背景技术：

2.在现在的土木工程施工中，洞室、边坡、隧道以及矿山巷道支护常常使用大量的锚杆进行锚固处理，而锚杆锚固之后杆体是否会出现损伤以及损伤位置和程度的的检测对后期锚固质量的评估非常重要，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。在现实场景中，锚杆的大部分都是处在施工体内部，只裸露在外一小段，对检测造成困难。现有技术中多采用手锤敲击产生激发力，这种方式的缺点是激振力不好控制，波形的均匀性不好，对数据的分析正确性十分不利。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，解决了现有技术中本发明就解决了锚杆损伤检测难、精度低的问题。
4.为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
5.一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，包括锚杆、用于敲击锚杆的激发锤、加速度传感器、信号接收分析仪、激振仪，加速度传感器通过磁性座连接锚杆外露端头，加速度传感器连接信号接收分析仪，激发锤固定连接激振仪，信号接收分析仪包括加速度信号接收端口、功率放大器、a/d板、信号处理电路板和显示器。
6.优选地，前述激发锤的敲击部材质是铝、硬胶木和铁中的一种。
7.优选地，前述激振仪可以输出横向和纵向两个方向的激发力。
8.优选地，前述加速度传感器与信号接收分析仪通过无线传输装置连接。
9.优选地，前述加速度传感器可以获取横向和纵向两个方向的加速度信号。
10.优选地，前述信号接收分析仪能通过加速度传感器接受锚杆受到激发锤激发时产生的振动模拟时域信号，并能将其转换为频域信号进行处理。
11.本实用新型所达到的有益效果：
12.1. 采用激振仪产生激发力，激发力易于控制，一致性好，形成的应力波能完整可靠地传递到锚杆，均匀性好。
13.2. 采用两种方向的激发力进行测试，综合测试结果能大大提高检测结果的正确性。
14.3. 加速度传感器通过磁性座活动连接锚杆，能固定于锚杆外露端任意位置，接收不同位置的激发力反馈，便于操作。
15.4. 采用不同材质的锤子敲击锚杆，具有抗干扰强、检测结果精度高的优点。
附图说明
16.图1是本实用新型锚杆杆体损伤检测原理示意图；
17.图2是本实用新型信号接收分析仪内部结构示意图。
18.图中附图标记的含义：1
‑
巷道；2
‑
锚杆；3
‑
锚杆杆体损伤源；4
‑
激发锤；5
‑
加速度传感器；6
‑
信号接收分析仪；7
‑
激振仪。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
20.本实施例公开了一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测仪器，如图1所示，包括锚杆2、用于敲击锚杆2的激发锤4、加速度传感器5、信号接收分析仪6、激振仪7，加速度传感器5通过磁性座连接锚杆2外露在巷道1一侧的端头，加速度传感器5连接信号接收分析仪6，激发锤4固定连接激振仪7。激振仪7能产生横向和纵向两个方向上的稳定的激发力，提高检测的一致性。激发锤4的敲击部材质可选用铝、硬胶木、铁，应对不同的环境和工况，能减少冲击瞬间带来的干扰。
21.从图2可知，信号接收分析仪6包括顺次连接的加速度信号接收端口、功率放大器、a/d板、信号处理电路板和显示器，能通过加速度传感器5，接收锚杆2受到激发锤4激发时产生的横向和纵向振动的时域信号曲线，并能将其转换为频域信号，利用频域信号特征，基于曲线特征分析锚杆杆体损伤源3的情况。信号接收分析仪6和加速度传感器5之间可选用无线传输装置传递信号，便于在狭小巷道里进行操作。该实施例为巷道支护提供可信赖的预测数据，指导巷道支护施工过程，合理的安排工序。
22.本实施例的具体操作步骤如下：
23.a.将加速度传感器5通过磁性座固定于要检测锚杆2的端头。
24.b.使用激振仪7横向和纵向激发锚杆2，使其产生振动。
25.c.将激发出的振动信号通过加速度传感器5获取并传到信号接收分析仪6。
26.d.信号接收分析仪6对于以上振动信号进行特征提取，并分析给出损伤情况的判别。
27.本实用新型采用激振仪产生激发力，激发力易于控制，一致性好，形成的应力波能完整可靠地传递到锚杆，形成的应力波波形的均匀性好；采用两种方向的激发力进行测试，综合测试结果能大大提高检测结果的正确性；加速度传感器通过磁性座活动连接锚杆，能固定于锚杆外露端任意位置，接收不同位置的激发力反馈，便于操作；采用不同材质的锤子敲击锚杆，具有抗干扰强、检测结果精度高的优点。
28.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，其特征在于，包括锚杆（2）、用于敲击锚杆（2）的激发锤（4）、加速度传感器（5）、信号接收分析仪（6）、激振仪（7），所述加速度传感器（5）通过磁性座连接锚杆（2）外露端头，所述加速度传感器（5）连接信号接收分析仪（6），所述激发锤（4）固定连接激振仪（7），所述信号接收分析仪（6）包括加速度信号接收端口、功率放大器、a/d板、信号处理电路板和显示器。2.根据权利要求1所述的一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，其特征在于，所述激发锤（4）的敲击部材质是铝、硬胶木和铁中的一种。3.根据权利要求1所述的一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，其特征在于，所述激振仪（7）可以输出横向和纵向两个方向的激发力。4.根据权利要求1所述的一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，其特征在于，所述加速度传感器（5）与信号接收分析仪（6）通过无线传输装置连接。5.根据权利要求1所述的一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，其特征在于，所述加速度传感器（5）可以获取横向和纵向两个方向的加速度信号。6.根据权利要求1所述的一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，其特征在于，所述信号接收分析仪（6）能通过加速度传感器（5）接受锚杆（2）受到激发锤（4）激发时产生的振动模拟时域信号，并能将其转换为频域信号进行处理。

技术总结
本实用新型公开了一种基于振动特性的锚杆杆体损伤检测装置，包括锚杆、用于敲击锚杆的激发锤、加速度传感器、信号接收分析仪、激振仪，加速度传感器通过磁性座连接锚杆外露端头，加速度传感器连接信号接收分析仪，激发锤固定连接激振仪。通过信号接收分析仪得到横向和纵向振动的时域和频域信号曲线，基于曲线特征分析锚杆杆体损伤情况。本发明可解决锚杆损伤检测难、精度低的问题。精度低的问题。精度低的问题。


技术研发人员：畅进军 范向阳
受保护的技术使用者：阳城县皇城相府（集团）实业有限公司
技术研发日：2021.05.10
技术公布日：2021/11/21