专利名称：锚杆无损检测传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器，特别是一种用于锚杆无损检测的传感器。
背景技术：
在大、中型水利水电工程建设中，地下洞室、边坡开挖的施工通常利用砂浆锚杆支护以稳定围岩。注浆锚杆施工质量直接关系到洞室围岩及边坡的稳定安全，尤其对于地下引水发电系统，锚杆施工质量历来是工程建设各方关注的重点。过去，砂浆锚杆施工质量主要采用拉拔试验进行检测，由于拉拔试验检测周期长、费用高，检测参数单一(仅能检测锚杆的抗拉拔力)等缺点，已难以满足人们对此类施工工程进度及工程质量控制的要求。

发明内容
本实用新型的目的是提供一种能无损检测锚杆长度、注浆密实度、注浆施工缺陷等参数的锚杆检测传感器。
对于锚固施工质量的完整评价应包括对锚杆实际长度、注浆饱满度、注浆施工缺陷性质等参数的检测。本实用新型所说锚杆无损检测传感器是利用应力波在受到边界条件约束的一维杆状体内的传播过程中，当遇到广义波阻抗发生改变的界面时，其对边界条件变化产生的特征反射和杆体内波动能量外泄特性的基本原理设计的。在锚杆的外露端头施加激励信号，检测其应力波反射信号，进行反射波时域和频域分析，能快速测定砂浆锚杆前述待测参数。
所说传感器由固定支架、冲击信号发射源、应力波反射信号接受换能器组成，输出电压信号。其基本工作过程是用固定支架将所说传感器固定在待测锚杆的外露端头，由传感器内的冲击信号发射源产生一冲击信号施加在锚杆外露端头的截面上，其应力波将在锚固系统内传播，当遇到广义波阻抗发生改变的界面时，产生反射波，此反射波被安装在锚杆外露端头横截面上的轴向信号接收换能器和安装在锚杆外露端头径向壁面上的径向信号接收换能器接收，并同时被转换成电压信号，通过低躁声电缆传送到智能采集与分析系统，进行反射波时域和频域分析，如此即可精确测定锚固施工工程质量评价体系所要求的锚杆长度、注浆密实度、注浆施工缺陷等参数。
本实用新型籍计算机技术和仪器仪表技术的飞速进步，采用由传感器发送冲击信号并同时接收被测锚杆反射信号的方式，彻底改变了传统锚杆施工质量的检测形式，不用作拉拔试验即能无损快速地检测锚杆的抗拉拔力、锚杆实际长度、注浆密实度以及锚杆缺陷性质等多项关系锚固施工质量的参数，具有测试简便，周期短，精度高，参数全面，经济快捷的优点。


图1是本实用新型结构原理图。图中1-锁紧螺钉，2-固定座，3-限位销，4-复位弹簧，5-撞针座，6-压缩弹簧，7-撞针，8-压紧螺钉，9-压紧弹簧，10-轴向信号换能接收器接收头，11-径向信号换能接收器接收头，12锚杆，13-砂浆。
实施方式所说锚杆无损检测传感器由一个套在锚杆外露端头上的固定座2和一个与固定座连为一体的撞针座5构成传感器固定支架，固定支架撞针座5上装有一平行于其轴向并穿透其底面，能向锚杆外露端头顶面施以外力的冲击信号发射源；在该撞针座上同时还装有一平行于其轴向并穿透其底面，能直接与锚杆外露端头顶部接触的轴向信号换能接收器；在固定支架固定座2的侧壁上装有垂直于其轴向并穿透壁面，能直接与锚杆外露端头侧壁接触的径向信号换能接收器。
所说冲击信号发射源包括一个撞针7，一个压缩弹簧6，一个设在撞针上的冲击信号发射器；撞针端部穿透撞针座底面，尾部伸出在撞针座顶面，可旋紧而加大施加于撞针上的外力，整个撞针处在一与其形状相适应的腔体内，可在此腔体内上下移动，压缩弹簧6套在撞针上，撞针中段设有一插入有限位销3的销腔。所说轴向信号换能接收器包括一个压紧螺钉8，一个压紧弹簧9和一个轴向信号换能接收器接收头10，压紧弹簧套在压紧螺钉与轴向信号换能接收器接收头之间的轴杆上。所说径向信号换能接收器同样包括一个压紧螺钉，一个压紧弹簧，并包括一个径向信号换能接收器接收头11，压紧弹簧套在压紧螺钉与径向信号换能接收器接收头之间的轴杆上。固定座的侧壁上还设有锁紧螺钉1，用作将整个固定支架固定在锚杆上。限位销上套有复位弹簧4，限位销操作端露出撞针座壁面。
权利要求1.一种锚杆无损检测传感器，由一个套在锚杆外露端头上的固定座(2)和一个与固定座连为一体的撞针座(5)构成传感器固定支架，其特征是在固定支架撞针座(5)上装有一平行于其轴向并穿透其底面，能向锚杆外露端头顶面施以压力的冲击信号发射源；在该撞针座上同时还装有一平行于其轴向并穿透其底面，能直接与锚杆外露端头顶部接触的轴向信号换能接收器；在固定支架固定座(2)的侧壁上装有垂直于其轴向并穿透壁面，能直接与锚杆外露端头侧壁接触的径向信号换能接收器。
2.根据权利要求1所说的锚杆无损检测传感器，其特征是冲击信号发射源包括一个撞针(7)，一个压缩弹簧(6)，一个设在撞针上的冲击信号发射器；撞针头部穿透撞针座底面，尾部伸出在撞针座顶面，整个撞针处在一与其形状相适应的腔体内，可在此腔体内上下移动，压缩弹簧(6)套在撞针上，撞针中段设有一插入有限位销(3)的销腔。
3.根据权利要求1所说的锚杆无损检测传感器，其特征是所说轴向信号换能接收器包括一个压紧螺钉(8)，一个压紧弹簧(9)和一个轴向信号换能接收器接收头(10)，压紧弹簧套在压紧螺钉与轴向信号换能接收器接收头之间的轴杆上。
4.根据权利要求1所说的锚杆无损检测传感器，其特征是所说径向信号换能接收器同样包括一个压紧螺钉，一个压紧弹簧，并包括一个径向信号换能接收器接收头(11)，压紧弹簧套在压紧螺钉与径向信号换能接收器接收头之间的轴杆上。
5.根据权利要求1所说的锚杆无损检测传感器，其特征是固定座的侧壁上还设有一用作将整个固定支架固定在锚杆上的锁紧螺钉(1)。
6根据权利要求1、2所说的锚杆无损检测传感器，其特征是限位销上套有复位弹簧(4)，限位销操作端露出撞针座壁面。
专利摘要一种锚杆无损检测传感器，由固定支架、冲击信号发射源、轴向信号换能接收器和径向信号换能接收器组成，将所说传感器固定在待测锚杆的外露端头，冲击信号发射源产生一冲击信号施加于该截面，反射波被安装在该截面上的轴向信号接收换能器和被安装在锚杆外露端头径向壁面上的径向信号接收换能器接收，并同时被转换成电压信号，通过低噪声电缆传送到智能采集与分析系统，进行反射波时域和频域分析，如此即可精确测定锚固施工工程质量评价体系所要求的锚杆实际长度、注浆密实度、注浆施工缺陷、抗拉拔力等参数。具有测试简便，周期短，精度高，参数全面，经济快捷的优点。
文档编号G01N29/00GK2585230SQ0228459
公开日2003年11月5日 申请日期2002年12月10日 优先权日2002年12月10日
发明者刘华, 吴运华, 佟锦嶽, 吴新霞, 王文辉, 赵根, 刘美山 申请人:长江水利委员会长江科学院