线性调频锚杆检测收发一体传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种线性调频锚杆检测收发一体传感器，它包括传感器壳体、加速度信号接收器和多个压电陶瓷发射阵列，所述多个压电陶瓷发射阵列沿周向均匀设置在传感器壳体的底面上，所述加速度信号接收器设置在传感器壳体底面的轴心；所述传感器壳体用于安装在被测锚杆外露端部的激发面，所述多个压电陶瓷发射阵列的信号输入端用于接入chirp信号，加速度信号接收器的信号输出端为线性调频锚杆检测收发一体传感器的信号输出端。本实用新型专利技术具有发射频带宽、能量大、穿透力强、衰减小、自相关好、作用距离大、易检测、体积小且可控制的优点。

Linear frequency modulation bolt detecting and receiving integrated sensor

The utility model relates to a linear frequency modulation bolt detecting and receiving integrated sensor, which includes a sensor shell, an acceleration signal receiver and a plurality of piezoelectric ceramic emission arrays. The plurality of piezoelectric ceramic emission arrays are uniformly arranged on the bottom of the sensor housing along the circumference. The acceleration signal receiver is set at the sensor. The sensor housing is used to install the excitation surface in the exposed end of the measured anchor, and the signal input end of the piezoelectric ceramic emission array is used to access the chirp signal, and the signal output end of the acceleration signal receiver is a linear frequency modulation anchor to detect the signal output end of the integrated sensor. The utility model has the advantages of wide frequency band, large energy, strong penetration, small attenuation, good self correlation, large action distance, easy detection, small volume and control.

【技术实现步骤摘要】
线性调频锚杆检测收发一体传感器
本技术涉及工程物探
，具体涉及一种线性调频锚杆检测收发一体传感器。
技术介绍
目前，声波检测技术是锚杆锚固质量无损检测的主要检测手段。应力声波反射法用于锚杆检测的主要依据是波在锚杆中传播的运动学特性和动力学特性，此方法虽被广泛应用，但其检测结果往往和检测人员的操作经验息息相关，达不到特别高的准确率，检测精度难以把握，所以难以满足实际工程的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中存在的问题，提出一种线性调频锚杆检测收发一体传感器，该传感器具有发射频带宽、能量大、穿透力强、衰减小、自相关好、作用距离大、易检测、体积小且可控制的优点。为解决上述技术问题，本技术公开的一种线性调频锚杆检测收发一体传感器，其特征在于：它包括传感器壳体、加速度信号接收器和多个压电陶瓷发射阵列，所述多个压电陶瓷发射阵列沿周向均匀设置在传感器壳体的底面上，所述加速度信号接收器设置在传感器壳体底面的轴心；所述传感器壳体用于安装在被测锚杆外露端部的激发面，所述多个压电陶瓷发射阵列的信号输入端用于接入chirp信号(线性调频信号)，加速度信号接收器的信号输出端为线性调频锚杆检测收发一体传感器的信号输出端。本技术的有益效果：本技术线性调频锚杆检测收发一体传感器具有发射频带宽、能量大、穿透力强、衰减小、自相关好、作用距离大、易检测、体积小且可控制等优点，可以克服手动小锤震源频带窄、频率低、体积笨重等缺点，如果用该线性调频信号震源替代目前常规的手动小锤震源，必定会大大增加锚杆检测的准确率。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的剖视结构示意图；图3为本技术的检测流程图。其中，1—传感器壳体、2—加速度信号接收器、3—多个压电陶瓷发射阵列、4—减震套、5—chirp信号源、6—信号放大模块、7—功率放大模块、8—处理器。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明：本技术的一种线性调频锚杆检测收发一体传感器，如图1和图2所示，它包括传感器壳体1、加速度信号接收器2和多个压电陶瓷发射阵列3，所述多个压电陶瓷发射阵列3沿周向均匀设置在传感器壳体1的底面上，所述加速度信号接收器2设置在传感器壳体1底面的轴心；所述传感器壳体1用于安装在被测锚杆外露端部的激发面，所述多个压电陶瓷发射阵列3的信号输入端用于接入chirp信号，加速度信号接收器2的信号输出端为线性调频锚杆检测收发一体传感器的信号输出端。chirp信号具有发射频带宽、能量大、穿透力强、衰减小、自相关好、作用距离大的优点。上述技术方案中，所述加速度信号接收器2外包裹有减震套4。提高加速度信号接收器2接受信号的准确性。上述技术方案中，所述传感器壳体1的底面能通过耦合剂安装在被测锚杆外露端部的激发面。上述技术方案中，所述压电陶瓷发射阵列3有四个。上述技术方案中，所述传感器壳体1为圆柱形壳体，所述传感器壳体1底面和顶面的半径均为9mm。该设计使得传感器壳体1与锚杆外露端部的激发面适配，确保锚杆检测结果的准确性。一种利用上述传感器的线性调频锚杆检测方法，如图3所示，它包括如下步骤：步骤1：chirp信号源5发送原始线性调频编码；步骤2：信号放大模块6将原始线性调频编码的信号振幅进行放大；步骤:3：功率放大模块7将振幅放大后的线性调频编码进行功率放大；步骤4：功率放大模块7将功率放大后的线性调频编码向压电陶瓷发射阵列3发送；步骤5：压电陶瓷发射阵列3根据功率放大后的线性调频编码向被测锚杆传送振动信号；步骤6：振动信号在被测锚杆和被测锚杆所在岩层中产生振动的反射加速度信号；步骤7：加速度信号接收器2接收到上述振动的反射加速度信号，并将上述振动的反射加速度信号发送给处理器8；步骤8：处理器8在振动的反射加速度信号中识别出被测锚杆的振动的反射加速度信号，并对被测锚杆的振动的反射加速度信号进行两次积分得到加速度对应的位移信号，对位移信号进行成像处理形成位移和时间的图谱，根据该位移和时间的图谱即可确定被测锚杆内部是否有缺陷，及有缺陷时缺陷在被测锚杆内部的具体位置。本技术将所要发送的激励信号经过线性调频变成声波阵列的声波信号，发送到锚杆中去，此声波阵列是通过径向复合的方式并通过特殊的排列组合而成，具有收发一体的特点，待测锚杆接收到的加速度震动反映到加速度接收器中，加速度信号经过两次积分得到位移信号，对位移信号进行成像处理形成波形。本技术可解决此前收发分离、易受人和环境干扰的问题。在接收端对线性调频信号进行带宽压缩等相关处理，恢复成窄带信号。对干扰信号而言，由于与普通线性调频信号不相关，被扩展到很宽的频带上，从而大大地降低了信号通频带内的干扰功率，进而提高了信噪比，增强了系统的抗干扰能力。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性调频锚杆检测收发一体传感器，其特征在于：它包括传感器壳体(1)、加速度信号接收器(2)和多个压电陶瓷发射阵列(3)，所述多个压电陶瓷发射阵列(3)沿周向均匀设置在传感器壳体(1)的底面上，所述加速度信号接收器(2)设置在传感器壳体(1)底面的轴心；所述传感器壳体(1)用于安装在被测锚杆外露端部的激发面，所述多个压电陶瓷发射阵列(3)的信号输入端用于接入chirp信号，加速度信号接收器(2)的信号输出端为线性调频锚杆检测收发一体传感器的信号输出端。

【技术特征摘要】
1.一种线性调频锚杆检测收发一体传感器，其特征在于：它包括传感器壳体(1)、加速度信号接收器(2)和多个压电陶瓷发射阵列(3)，所述多个压电陶瓷发射阵列(3)沿周向均匀设置在传感器壳体(1)的底面上，所述加速度信号接收器(2)设置在传感器壳体(1)底面的轴心；所述传感器壳体(1)用于安装在被测锚杆外露端部的激发面，所述多个压电陶瓷发射阵列(3)的信号输入端用于接入chirp信号，加速度信号接收器(2)的信号输出端为线性调频锚杆检测收发一体传感器的信号输出端。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉，胡满，刘黎，叶辉，金彦，周超，
申请(专利权)人：武汉市工程科学技术研究院，
类型：新型
国别省市：湖北,42