一种锚索锚固质量检测传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锚索锚固质量检测传感器，包括盖子、底座、设置在底座上的外壳、压电传感器元件、与检测仪器相连接的电缆以及引线，所述底座由中间具有竖直向上的套管的底盘构成，所述压电传感器元件中间穿孔、套装在所述套管上并固定在底盘上，所述压电传感器元件包括两片中间具有通孔的压电陶瓷片、质量块和两片电极片，压电陶瓷片和质量块由下而上依次设置，套装在所述套管上并固定在底盘上，所述电极片的其中一片设置在两片压电陶瓷片之间，另一片设置在位于上方的压电陶瓷片和质量块之间，所述引线有两条，分别与两片电极片相连接，所述两条引线的另外一端接入电缆。这种传感器感应精度高、可以对长锚索进行无损。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感器，更具体地说，涉及一种锚索锚固质量检测传感器。
技术介绍
我国的岩体锚固技术起步于20世纪60年代，首先应用在水利水电工程中大型地 下厂房和其它地下建筑。在“七五”，“九五”期间，国家将预应力锚固技术列为重点攻关项 目，并且逐步在公路，高边被矿山坑道支护，桥梁建设中大量的推广应用。锚索锚固质量的 优劣对能否有效提高岩体整体承载力有着直接影响，是锚索能否按设计要求起作用的重要 指标。而采用何种手段检测锚索的锚固质量，是国内外学者一直在进行研究的课题。传统 的测试方法是用抗拉拔力来检测锚索的锚固质量，随着科学技术的发展，在三峡水电站和 龙滩水电站开始应用声频应力波法来检测锚杆锚固质量。这种检测方法是把压电传感器 放在锚索的顶端，用超磁伸缩换能器激发声波，从锚索端部发射的声波，经锚索体向四周传 播，在锚索与砂浆及围岩的接触界面上发生入射、反射和透射。当锚索中某一截面面积或材 料性质发生改变时，入射波将在该截面处发生反射和透射，其反射和透射波的大小与截面 面积和波阻抗相对变化的程度有关。锚索、砂浆、和围岩三者之间浇灌均勻密实时，应力波 的能量大部分透射到围岩体中，只有小部分能量反射回来，且反射信号极有规律。当砂浆浇 灌不均勻、密实时，在砂浆中出现空穴，在空穴处将出现不同程度的波阻抗变化面。表现在 原有的信号中迭加了强度不同的反射信号，或在不应出现反射波处有反射信号，根据反射 波位置和反射信号的强弱，就可以确定锚索锚固质量。由于与传统的拉拔试验相比，声频应力波法能够快速检测锚杆质量，判断锚杆水 泥砂浆的饱满程度，并且对锚杆不产生伤害，这种检测方法在锚固检测中得到了广泛应用。 但是，这种检测方法存在以下缺点(1)超声波在介质中传播时会产生衰减，而压电传感器设置在整条锚索的顶部，感 应精度低，当需要使用长锚索进行锚固时，由于超声波衰减严重，设置在整条锚索顶部的压 电传感器往往不能检测到可以进行有效分析的反射波，导致难以判断锚索锚固质量；(2)现有的压电传感器在检测的时候是放在或者粘贴在锚索顶端的，为了获得理 想的检测效果，对锚索的端头要求苛刻，往往在现场要对锚索端头重新机械加工打磨平整， 操作繁琐，而且增加了劳动和检测时间，造成浪费。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种感应精度高、可以对长锚索进行无损检测并且适 应性广泛的锚索锚固质量检测传感器。本技术的目的是通过如下的技术手段加以实现的一种锚索锚固质量检测传 感器，包括盖子、底座、设置在底座上的外壳、设置在底座上并位于外壳内的压电传感器元 件、与检测仪器相连接的电缆以及连接电缆和压电传感器元件的引线，其特征在于所述底 座由中间具有竖直向上的套管的底盘构成，所述压电传感器元件中间穿孔、套装在所述套管上并固定在底盘上，所述压电传感器元件包括两片中间具有通孔的压电陶瓷片、质量块 和两片电极片，所述压电陶瓷片和质量块由下而上依次设置，套装在所述套管上并固定在 底盘上，所述电极片的其中一片设置在两片压电陶瓷片之间，另一片设置在位于上方的压 电陶瓷片和质量块之间，所述引线有两条，分别与两片电极片相连接，所述两条引线的另外 一端接入电缆。为了使所述传感器可以稳固地固定在锚索上，所述底盘的侧边设置有压紧螺栓。本技术可以做如下改进所述质量块内侧的套管上包有用以防止正负极短路 的绝缘套管。本技术可以进一步做如下的改进所述外壳内还设置有压紧螺母，所述套管 外周加工有螺纹，所述压紧螺母与套管外的螺纹配合设置并将所述压电传感器元件压紧在所述电缆位于所述传感器内的一端与所述引线电连接，另一端穿过盖子上的通孔 与分析仪器电连接，所述盖子上的通孔内侧设置有用来固定电缆的卡匝。所述底座、外壳和盖子之间的空间灌注有密封胶，所述密封胶为复合密封吸声胶。本技术的有益之处在于本技术所述的锚索锚固质量检测传感器是套装 在锚索的顶端后用压紧螺栓压紧，因此对锚索顶端端面的平滑状况要求很低，不需要在现 场再对锚索顶端进行打磨或二次机械加工，操作简单方便，并且大大节约了劳动时间；此 外，本技术根据不同的套管尺寸，既可以套装在整条锚索上进行常规测试，也可以套装 在锚索的其中一条钢绞线上进行测试，当采用套在钢绞线上测试的时候，由于仅套住一根 钢绞线，测试灵敏度高，即使锚索较长也可以检测到有效的反射波，可以对长锚索进行锚固 质量检测；最后，根据弹簧-质点模型设计了质量块-压电陶瓷片结构，质量块可以有效放 大压电陶瓷片感应到反射波所产生的信号，使得弱反射波也可以被检测到并产生可供分析 的有效电信号，进一步提高了测试灵敏度。以下结合附图说明及具体实施例对本技术做进一步的说明。附图1为本技术的结构示意图具体实施方式如图1所示，一种锚索锚固质量检测传感器，包括盖子2、底座5、设置在底座5上 的外壳1、设置在底座5上并位于外壳1内的压电传感器元件、与检测仪器相连接的电缆3 以及连接电缆3和压电传感器元件的引线12，其特征在于所述底座5由中间具有竖直向 上的套管51的底盘52构成，所述压电传感器元件中间穿孔、套装在所述套管51上并固定 在底盘52上，所述压电传感器元件包括两片中间具有通孔的压电陶瓷片11、质量块8和两 片电极片10，所述压电陶瓷片11和质量块8由下而上依次设置，套装在所述套管51上并固 定在底盘52上，所述电极片10的其中一片设置在两片压电陶瓷片11之间，另一片设置在 位于上方的压电陶瓷片11和质量块8之间，所述引线12有两条，分别与两片电极片10相 连接，所述两条引线12的另外一端接入电缆3。所述电缆3的另一端穿过盖子2上的通孔 与分析仪器电连接，所述盖子2上的通孔内侧设置有用来固定电缆3的卡匝4。所述外壳1内还设置有压紧螺母7，所述套管51外周加工有螺纹，所述压紧螺母7 与套管51外的螺纹配合设置并将所述压电传感器元件压紧在底盘52上。所述质量块8内侧的套管51上包有用以防止正负极短路的绝缘套管9。所述底座5、外壳1和盖子2之间的空间灌注有复合密封吸声胶6。所述底盘52的侧边设置有压紧螺栓13，使用时，将锚索穿入套管52内后旋转压紧 螺栓13，就可以将传感器压紧在锚索上。以上实施例仅供理解本技术之用，并非是对本技术的限制，有关领域的 普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以做出多种变化或变型，所有在权 利要求所述技术方案的基础上做出的变化或变型，应视为仍在本技术权利要求的保护 范围之内。权利要求一种锚索锚固质量检测传感器，包括盖子(2)、底座(5)、设置在底座(5)上的外壳(1)、设置在底座(5)上并位于外壳(1)内的压电传感器元件、与检测仪器相连接的电缆(3)以及连接电缆(3)和压电传感器元件的引线(12)，其特征在于所述底座(5)由中间具有竖直向上的套管(51)的底盘(52)构成，所述压电传感器元件中间穿孔、套装在所述套管(51)上并固定在底盘(52)上，所述压电传感器元件包括两片中间具有通孔的压电陶瓷片(11)、质量块(8)和两片电极片(10)，所述压电陶瓷片(11)和质量块(8)由下而上依次设置，套装在所述套管(51)上并固定在底盘(52)上，所述电极片(10)的其中一片设置在两片压电陶瓷片(11)之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锚索锚固质量检测传感器，包括盖子（２）、底座（５）、设置在底座（５）上的外壳（１）、设置在底座（５）上并位于外壳（１）内的压电传感器元件、与检测仪器相连接的电缆（３）以及连接电缆（３）和压电传感器元件的引线（１２），其特征在于：所述底座（５）由中间具有竖直向上的套管（５１）的底盘（５２）构成，所述压电传感器元件中间穿孔、套装在所述套管（５１）上并固定在底盘（５２）上，所述压电传感器元件包括两片中间具有通孔的压电陶瓷片（１１）、质量块（８）和两片电极片（１０），所述压电陶瓷片（１１）和质量块（８）由下而上依次设置，套装在所述套管（５１）上并固定在底盘（５２）上，所述电极片（１０）的其中一片设置在两片压电陶瓷片（１１）之间，另一片设置在位于上方的压电陶瓷片（１１）和质量块（８）之间，所述引线（１２）有两条，分别与两片电极片（１０）相连接，所述两条引线（１２）的另外一端接入电缆（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张长利，刘春生，李江山，陈春霖，江茂盛，蔡晓英，
申请(专利权)人：广东省公路勘察规划设计院有限公司，武汉长盛工程检测技术开发有限公司，广州和立岩土工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]