带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置及其使用方法。包括撑壁组件和伸缩机构，该伸缩机构驱动两块所述的弧形板同时向内收合或同时向外扩张，所述的伸缩机构包括螺杆以及沿螺杆的中心轴线对称固定在螺杆两侧的菱形伸缩件，所述的弧形板上设置有应变片粘贴组件，所述螺杆的一端连接有微震传感器，所述螺杆的另一端通过连接套管与内导杆相连，所述的内导杆驱动螺杆旋转，所述的内导杆外套设有外导管，所述外导管的一端设有卡口结构。由上述技术方案可知，本发明专利技术可实现微震传感器的放置与回收，降低了经济成本；同时在微震传感器的放置过程中亦能同时将应变片粘贴至待监测孔的内壁上，进而监测待监测孔孔壁的应变。

【技术实现步骤摘要】
带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置及其使用方法
本专利技术涉及工程地质微震检测领域，具体涉及一种带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置及其使用方法。
技术介绍
工程建设中产生的扰动往往会使岩体发生变形破坏。这些岩体的破坏，特别是岩爆、矿震等动力灾害，会直接危及工程的安全建设，给生产造成损失，对人员安全造成威胁。因此对岩体稳定性及岩爆动力灾害进行有效监测和预测，是工程安全建设的重要内容之一。微震监测是工程建设中的岩体稳定性及岩爆动力灾害的监测与预测的一种重要手段。在进行工程建设施工时，往往会引起地下应力场变化，导致岩石破裂产生微小震动，任何岩体在宏观破坏前一般都会产生许多细小微破裂。这些微破裂以弹性能释放形式产生弹性波，可被安装在有效范围内的传感器接收。利用多个传感器接收这种弹性波信息，通过反演方法可以得到岩体微破裂发生的时刻、位置和性质，即地球物理学中所谓的“时空强”三要素。根据微破裂的大小、集中程度、破裂密度，则有可能推断岩石宏观破裂的发展趋势，并对工程作业进行监测、评价和指导，这已经成为了微地震监测技术应用于工程领域的主流。微震监测需要合理安装和布置传感器，以有效监测岩体破裂，但目前传感器的安装尚未有统一的方法。为了确保安置在监测孔中微震传感器与监测孔壁之间有效耦合，现有微震传感器安装方法主要是在工程现场采用向监测孔内浇筑水泥，使传感器和岩壁浇筑为一个整体。该方法存在以下弊端：1）传感器不可回收，导致经济成本高；2）浇筑后若发现传感器无信号或信号不好，无法进行检查；3）浇筑后水泥浆凝固需要较长周期，会导致施工期限延长；4）安装过程费时费力，需要一系列专业注浆设备和注浆人员，需要大量人工。同时，现有微震传感器的安置方法主要考虑将微震传感器放置到预定测孔深度以接收弹性波和应力波信号，并未考虑监测孔壁应变。若能监测孔壁应变，根据所测应变及孔内取出岩芯所测得的弹性模量即可测得孔壁岩体所处的应力状态，实现对孔壁应力应变状态的监测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，该装置能有效实现微震传感嘎嘎的放置及回收，并且可同步实现监测孔内应变片的粘贴。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：包括整体为空心柱状结构的撑壁组件，该撑壁组件由两块对称设置且结构相同的弧形板对合而成，两块所述的弧形板之间设有伸缩机构，该伸缩机构驱动两块所述的弧形板同时向内收合或同时向外扩张以形成与待监测孔内壁相分离或相贴合的状态，所述的伸缩机构包括螺杆以及沿螺杆的中心轴线对称固定在螺杆两侧的菱形伸缩件，所述的弧形板上设置有应变片粘贴组件，所述的应变片粘贴组件包括粘附有应变片的导柱、位于导柱上方的胶水盒以及连接导柱与胶水盒的连接块，所述的弧形板上设有与应变片粘贴组件形状相吻合的导槽，且应变片粘贴组件可在导槽内滑动以形成凸出弧形板外表面的粘贴状态，所述螺杆的一端连接有微震传感器，所述螺杆的另一端通过连接套管与内导杆相连，所述的内导杆驱动连接套管旋转，所述的内导杆外套设有外导管，所述外导管的一端设有卡口结构，该端插入撑壁组件内部以限定菱形伸缩件的旋转，所述的撑壁组件、螺杆、内导杆及外导管的中心轴线相吻合，且弧形板、菱形伸缩件、螺杆、应变片粘贴组件、连接套管为一体式结构。两块所述弧形板的内壁上均分别向内开设有方形的凹槽，所述凹槽的两侧槽壁上对称设有滑杆槽，所述的凹槽内还设有连接两侧槽壁的固定杆，所述的固定杆设置在靠近微震传感器的一侧，所述凹槽及滑杆槽的设置方向与螺杆的轴向相吻合，所述的固定杆与螺杆的轴向相垂直，所述凹槽的槽底设有安装应变片粘贴组件的导槽，所述导槽所处的位置应位于滑杆槽的长度范围内。所述的导槽包括与导柱相配合的圆形槽、与胶水盒相配合的方形槽以及与连接块相配合的连接块槽，所述的圆形槽及方形槽分别垂直贯穿凹槽的槽底设置。所述的导柱垂直于螺杆设置，所述导柱的外侧面为一弧面且贴附有应变片，该弧面的弧度与弧形板的弧度相吻合，所述导柱的内侧面为一斜面，菱形伸缩件在移动的过程中触碰该斜面并推动应变片粘贴组件沿导槽限定的方向向外侧移动以凸出弧形板的外板面。所述的胶水盒为敞口状的盒体，胶水盒的外侧面为一弧面，且该弧面的弧度与弧形板的弧度相吻合，所述胶水盒的盒底在靠近盒体外侧面的一端设有使胶水流出的开口。所述的连接套管包括与内导杆相连的第一套管以及与第一套管形成转动配合的第二套管，所述的第一套管包括第一管体及环形套，所述第一管体的直径小于环形套的外径，所述第一管体的外壁上沿周向设有凸起的方形卡块，所述第一管体的内壁上设有与螺杆相配合的螺纹段；所述的第二套管包括第二管体以及与环形套相配合的环状凸起部，所述第二管体的直径小于环状凸起部的直径，所述的环状凸起部位于环形套的内部，且两者形成转动配合，所述的螺杆贯穿第二套管的内部与第一管体内壁上的螺纹段连接，所述的螺杆与第二套管之间为滑动配合，所述第二管体的外壁上对称设有与菱形伸缩件相连的第一侧杆，所述的螺杆靠近微震传感器的一端设有与菱形伸缩件相连的第二侧杆。所述的菱形伸缩件包括呈X形布置且中间位置相铰接的第一杆体与第二杆体，所述第一杆体的两端分别铰接有第三杆体、第四杆体，所述第二杆体的两端分别铰接有第五杆体及第六杆体，所述第三杆体及第五杆体的端部分别与第二套管上的第一侧杆铰接相连，所述第四杆体及第六杆体的端部分别与螺杆上设置的第二侧杆铰接相连，所述第一杆体与第三杆体、第二杆体与第五杆体的连接端分别通过滑杆铰接相连，所述的滑杆与弧形板上的固定杆直径相吻合，且滑杆的两端分别位于弧形板上的滑杆槽内并可沿滑杆槽限定的方向滑动，所述第二杆体与第六杆体、第一杆体与第四杆体的连接端分别与弧形板上的固定杆铰接相连，滑杆在滑杆槽内滑动时可触碰导柱的斜面，推动应变片粘贴组件沿导槽限定的方向向外侧移动以凸出弧形板的外板面。所述的内导杆与连接套管相连的端部设有与方形卡块相配合锁定的导块槽，所述的内导杆为空心厚壁管体，所述的导块槽自内导杆的端面向内设置且在内导杆的内壁上形成双层向内的路径。所述外导管的一端向内对称开设有两个方形卡槽，两个所述的方形卡槽之间形成的卡口用于容纳菱形伸缩件，用以限定菱形伸缩件的转动，所述外导管的直径小于撑壁组件收缩时的最小直径。由上述技术方案可知，本专利技术可实现微震传感器的放置与回收，降低了经济成本；同时在微震传感器的放置过程中亦能同时将应变片粘贴至待监测孔的内壁上，进而监测待监测孔孔壁的应变。本专利技术的另一目的在于提供一种带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置的使用方法，包括如下步骤：步骤1：使应变片粘贴组件处在初始状态；步骤2：向胶水盒内注入胶水，将应变片的正面通过双面胶与导柱的外侧面粘贴，应变片的背面朝向外侧；步骤3：拧动连接套管，使撑壁组件处于收缩的初始状态；步骤4：连接内导杆与连接套管；步骤5：将外导管插入撑壁组件内；步骤6：连接微震传感器与螺杆，并将微震传感器及应变片的导线从内导杆及外导管之间的空腔中捋出；步骤7：将组装好的装置放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，其特征在于：包括整体为空心柱状结构的撑壁组件，该撑壁组件由两块对称设置且结构相同的弧形板（1）对合而成，两块所述的弧形板（1）之间设有伸缩机构（2），该伸缩机构（2）驱动两块所述的弧形板（1）同时向内收合或同时向外扩张以形成与待监测孔内壁相分离或相贴合的状态，所述的伸缩机构（2）包括螺杆（21）以及沿螺杆（21）的中心轴线对称固定在螺杆（21）两侧的菱形伸缩件（22），所述的弧形板（1）上设置有应变片粘贴组件（3），所述的应变片粘贴组件（3）包括粘附有应变片的导柱（31）、位于导柱（31）上方的胶水盒（32）以及连接导柱（31）与胶水盒（32）的连接块（33），所述的弧形板（1）上设有与应变片粘贴组件（3）形状相吻合的导槽（11），且应变片粘贴组件（3）可在导槽（11）内滑动以形成凸出弧形板（1）外表面的粘贴状态，所述螺杆（21）的一端连接有微震传感器（4），所述螺杆（21）的另一端通过连接套管（7）与内导杆（5）相连，所述的内导杆（5）驱动连接套管（7）旋转，所述的内导杆（5）外套设有外导管（6），所述外导管（6）的一端设有卡口结构，该端插入撑壁组件内部以限定菱形伸缩件（22）的旋转，所述的撑壁组件、螺杆（21）、内导杆（5）及外导管（6）的中心轴线相吻合，且弧形板（1）、菱形伸缩件（22）、螺杆（21）、应变片粘贴组件（3）、连接套管（7）为一体式结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，其特征在于：包括整体为空心柱状结构的撑壁组件，该撑壁组件由两块对称设置且结构相同的弧形板（1）对合而成，两块所述的弧形板（1）之间设有伸缩机构（2），该伸缩机构（2）驱动两块所述的弧形板（1）同时向内收合或同时向外扩张以形成与待监测孔内壁相分离或相贴合的状态，所述的伸缩机构（2）包括螺杆（21）以及沿螺杆（21）的中心轴线对称固定在螺杆（21）两侧的菱形伸缩件（22），所述的弧形板（1）上设置有应变片粘贴组件（3），所述的应变片粘贴组件（3）包括粘附有应变片的导柱（31）、位于导柱（31）上方的胶水盒（32）以及连接导柱（31）与胶水盒（32）的连接块（33），所述的弧形板（1）上设有与应变片粘贴组件（3）形状相吻合的导槽（11），且应变片粘贴组件（3）可在导槽（11）内滑动以形成凸出弧形板（1）外表面的粘贴状态，所述螺杆（21）的一端连接有微震传感器（4），所述螺杆（21）的另一端通过连接套管（7）与内导杆（5）相连，所述的内导杆（5）驱动连接套管（7）旋转，所述的内导杆（5）外套设有外导管（6），所述外导管（6）的一端设有卡口结构，该端插入撑壁组件内部以限定菱形伸缩件（22）的旋转，所述的撑壁组件、螺杆（21）、内导杆（5）及外导管（6）的中心轴线相吻合，且弧形板（1）、菱形伸缩件（22）、螺杆（21）、应变片粘贴组件（3）、连接套管（7）为一体式结构。


2.根据权利要求1所述的带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，其特征在于：两块所述弧形板（1）的内壁上均分别向内开设有方形的凹槽（12），所述凹槽（12）的两侧槽壁上对称设有滑杆槽（13），所述的凹槽（12）内还设有连接两侧槽壁的固定杆（14），所述的固定杆（14）设置在靠近微震传感器（4）的一侧，所述凹槽（12）及滑杆槽（13）的设置方向与螺杆（21）的轴向相吻合，所述的固定杆（14）与螺杆（21）的轴向相垂直，所述凹槽（12）的槽底设有安装应变片粘贴组件（3）的导槽（11），所述导槽（11）所处的位置应位于滑杆槽（13）的长度范围内。


3.根据权利要求1所述的带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，其特征在于：所述的导槽（11）包括与导柱（31）相配合的圆形槽（111）、与胶水盒（32）相配合的方形槽（112）以及与连接块（33）相配合的连接块槽（113），所述的圆形槽（111）及方形槽（112）分别垂直贯穿凹槽（12）的槽底设置。


4.根据权利要求1所述的带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，其特征在于：所述的导柱（31）垂直于螺杆（21）设置，所述导柱（31）的外侧面为一弧面且贴附有应变片，该弧面的弧度与弧形板（1）的弧度相吻合，所述导柱（31）的内侧面为一斜面，菱形伸缩件（22）在移动的过程中触碰该斜面并推动应变片粘贴组件（3）沿导槽（11）限定的方向向外侧移动以凸出弧形板（1）的外板面。


5.根据权利要求1所述的带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，其特征在于：所述的胶水盒（32）为敞口状的盒体，胶水盒（32）的外侧面为一弧面，且该弧面的弧度与弧形板（1）的弧度相吻合，所述胶水盒（32）的盒底在靠近盒体外侧面的一端设有使胶水流出的开口（321）。


6.根据权利要求1所述的带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置，其特征在于：所述的连接套管（7）包括与内导杆（5）相连的第一套管（71）以及与第一套管（71）形成转动配合的第二套管（72），所述的第一套管（71）包括第一管体（711）及环形套（712），所述第一管体（711）的直径小于环形套（712）的外径，所述第一管体（711）的外壁上沿周向设有凸起的方形卡块（713），所述第一管体（711）的内壁上设有与螺杆（21）相配合的螺纹段（714）；所述的第二套管（72）包括第二管体（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪亦显，张辉，贺文宇，李娴，林杭，查正刚，刘飞飞，张伟，郭盼盼，汪志强，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34