專利名稱：一種錨索錨固質量檢測傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，更具體地說，涉及一種錨索錨固質量檢測傳感器。
背景技術：
我國的巖體錨固技術起步于20世紀60年代，首先應用在水利水電工程中大型地 下廠房和其它地下建筑。在“七五”，“九五”期間，國家將預應力錨固技術列為重點攻關項 目，并且逐步在公路，高邊被礦山坑道支護，橋梁建設中大量的推廣應用。錨索錨固質量的 優(yōu)劣對能否有效提高巖體整體承載力有著直接影響，是錨索能否按設計要求起作用的重要 指標。而采用何種手段檢測錨索的錨固質量，是國內外學者一直在進行研究的課題。傳統(tǒng) 的測試方法是用抗拉拔力來檢測錨索的錨固質量，隨著科學技術的發(fā)展，在三峽水電站和 龍灘水電站開始應用聲頻應力波法來檢測錨桿錨固質量。這種檢測方法是把壓電傳感器 放在錨索的頂端，用超磁伸縮換能器激發(fā)聲波，從錨索端部發(fā)射的聲波，經錨索體向四周傳 播，在錨索與砂漿及圍巖的接觸界面上發(fā)生入射、反射和透射。當錨索中某一截面面積或材 料性質發(fā)生改變時，入射波將在該截面處發(fā)生反射和透射，其反射和透射波的大小與截面 面積和波阻抗相對變化的程度有關。錨索、砂漿、和圍巖三者之間澆灌均勻密實時，應力波 的能量大部分透射到圍巖體中，只有小部分能量反射回來，且反射信號極有規(guī)律。當砂漿澆 灌不均勻、密實時，在砂漿中出現空穴，在空穴處將出現不同程度的波阻抗變化面。表現在 原有的信號中迭加了強度不同的反射信號，或在不應出現反射波處有反射信號，根據反射 波位置和反射信號的強弱，就可以確定錨索錨固質量。由于與傳統(tǒng)的拉拔試驗相比，聲頻應力波法能夠快速檢測錨桿質量，判斷錨桿水 泥砂漿的飽滿程度，并且對錨桿不產生傷害，這種檢測方法在錨固檢測中得到了廣泛應用。 但是，這種檢測方法存在以下缺點(1)超聲波在介質中傳播時會產生衰減，而壓電傳感器設置在整條錨索的頂部，感 應精度低，當需要使用長錨索進行錨固時，由于超聲波衰減嚴重，設置在整條錨索頂部的壓 電傳感器往往不能檢測到可以進行有效分析的反射波，導致難以判斷錨索錨固質量；(2)現有的壓電傳感器在檢測的時候是放在或者粘貼在錨索頂端的，為了獲得理 想的檢測效果，對錨索的端頭要求苛刻，往往在現場要對錨索端頭重新機械加工打磨平整， 操作繁瑣，而且增加了勞動和檢測時間，造成浪費。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種感應精度高、可以對長錨索進行無損檢測并且適 應性廣泛的錨索錨固質量檢測傳感器。本實用新型的目的是通過如下的技術手段加以實現的一種錨索錨固質量檢測傳 感器，包括蓋子、底座、設置在底座上的外殼、設置在底座上并位于外殼內的壓電傳感器元 件、與檢測儀器相連接的電纜以及連接電纜和壓電傳感器元件的引線，其特征在于所述底 座由中間具有豎直向上的套管的底盤構成，所述壓電傳感器元件中間穿孔、套裝在所述套管上并固定在底盤上，所述壓電傳感器元件包括兩片中間具有通孔的壓電陶瓷片、質量塊 和兩片電極片，所述壓電陶瓷片和質量塊由下而上依次設置，套裝在所述套管上并固定在 底盤上，所述電極片的其中一片設置在兩片壓電陶瓷片之間，另一片設置在位于上方的壓 電陶瓷片和質量塊之間，所述引線有兩條，分別與兩片電極片相連接，所述兩條引線的另外 一端接入電纜。為了使所述傳感器可以穩(wěn)固地固定在錨索上，所述底盤的側邊設置有壓緊螺栓。本實用新型可以做如下改進所述質量塊內側的套管上包有用以防止正負極短路 的絕緣套管。本實用新型可以進一步做如下的改進所述外殼內還設置有壓緊螺母，所述套管 外周加工有螺紋，所述壓緊螺母與套管外的螺紋配合設置并將所述壓電傳感器元件壓緊在所述電纜位于所述傳感器內的一端與所述引線電連接，另一端穿過蓋子上的通孔 與分析儀器電連接，所述蓋子上的通孔內側設置有用來固定電纜的卡匝。所述底座、外殼和蓋子之間的空間灌注有密封膠，所述密封膠為復合密封吸聲膠。本實用新型的有益之處在于本實用新型所述的錨索錨固質量檢測傳感器是套裝 在錨索的頂端后用壓緊螺栓壓緊，因此對錨索頂端端面的平滑狀況要求很低，不需要在現 場再對錨索頂端進行打磨或二次機械加工，操作簡單方便，并且大大節(jié)約了勞動時間；此 外，本實用新型根據不同的套管尺寸，既可以套裝在整條錨索上進行常規(guī)測試，也可以套裝 在錨索的其中一條鋼絞線上進行測試，當采用套在鋼絞線上測試的時候，由于僅套住一根 鋼絞線，測試靈敏度高，即使錨索較長也可以檢測到有效的反射波，可以對長錨索進行錨固 質量檢測；最后，根據彈簧-質點模型設計了質量塊-壓電陶瓷片結構，質量塊可以有效放 大壓電陶瓷片感應到反射波所產生的信號，使得弱反射波也可以被檢測到并產生可供分析 的有效電信號，進一步提高了測試靈敏度。
以下結合
及具體實施例對本實用新型做進一步的說明。附圖1為本實用新型的結構示意圖
具體實施方式
如圖1所示，一種錨索錨固質量檢測傳感器，包括蓋子2、底座5、設置在底座5上 的外殼1、設置在底座5上并位于外殼1內的壓電傳感器元件、與檢測儀器相連接的電纜3 以及連接電纜3和壓電傳感器元件的引線12，其特征在于所述底座5由中間具有豎直向 上的套管51的底盤52構成，所述壓電傳感器元件中間穿孔、套裝在所述套管51上并固定 在底盤52上，所述壓電傳感器元件包括兩片中間具有通孔的壓電陶瓷片11、質量塊8和兩 片電極片10，所述壓電陶瓷片11和質量塊8由下而上依次設置，套裝在所述套管51上并固 定在底盤52上，所述電極片10的其中一片設置在兩片壓電陶瓷片11之間，另一片設置在 位于上方的壓電陶瓷片11和質量塊8之間，所述引線12有兩條，分別與兩片電極片10相 連接，所述兩條引線12的另外一端接入電纜3。所述電纜3的另一端穿過蓋子2上的通孔 與分析儀器電連接，所述蓋子2上的通孔內側設置有用來固定電纜3的卡匝4。[0017]所述外殼1內還設置有壓緊螺母7，所述套管51外周加工有螺紋，所述壓緊螺母7 與套管51外的螺紋配合設置并將所述壓電傳感器元件壓緊在底盤52上。所述質量塊8內側的套管51上包有用以防止正負極短路的絕緣套管9。所述底座5、外殼1和蓋子2之間的空間灌注有復合密封吸聲膠6。所述底盤52的側邊設置有壓緊螺栓13，使用時，將錨索穿入套管52內后旋轉壓緊 螺栓13，就可以將傳感器壓緊在錨索上。以上實施例僅供理解本實用新型之用，并非是對本實用新型的限制，有關領域的 普通技術人員，在權利要求所述技術方案的基礎上，還可以做出多種變化或變型，所有在權 利要求所述技術方案的基礎上做出的變化或變型，應視為仍在本實用新型權利要求的保護 范圍之內。
權利要求一種錨索錨固質量檢測傳感器，包括蓋子(2)、底座(5)、設置在底座(5)上的外殼(1)、設置在底座(5)上并位于外殼(1)內的壓電傳感器元件、與檢測儀器相連接的電纜(3)以及連接電纜(3)和壓電傳感器元件的引線(12)，其特征在于所述底座(5)由中間具有豎直向上的套管(51)的底盤(52)構成，所述壓電傳感器元件中間穿孔、套裝在所述套管(51)上并固定在底盤(52)上，所述壓電傳感器元件包括兩片中間具有通孔的壓電陶瓷片(11)、質量塊(8)和兩片電極片(10)，所述壓電陶瓷片(11)和質量塊(8)由下而上依次設置，套裝在所述套管(51)上并固定在底盤(52)上，所述電極片(10)的其中一片設置在兩片壓電陶瓷片(11)之間，另一片設置在位于上方的壓電陶瓷片(11)和質量塊(8)之間，所述引線(12)有兩條，分別與兩片電極片(10)相連接，所述兩條引線(12)的另外一端接入電纜(3)。
2.根據權利要求1所述的錨索錨固質量檢測傳感器，其特征在于所述底盤(52)的側 邊設置有壓緊螺栓(13)。
3.根據權利要求2所述的錨索錨固質量檢測傳感器，其特征在于所述質量塊(8)內 側的套管(51)上包有用以防止正負極短路的絕緣套管(9)。
4.根據權利要求3所述的錨索錨固質量檢測傳感器，其特征在于所述外殼(1)內還 設置有壓緊螺母(7)，所述套管(51)外周加工有螺紋，所述壓緊螺母(7)與套管(51)外的 螺紋配合設置并將所述壓電傳感器元件壓緊在底盤(52)上。
5.根據權利要求1至4之一所述的錨索錨固質量檢測傳感器，其特征在于所述電纜 (3)位于所述傳感器內的一端與所述引線(12)電連接，另一端穿過蓋子(2)上的通孔與分 析儀器電連接，所述蓋子(2)上的通孔內側設置有用來固定電纜(3)的卡匝(4)。
6.根據權利要求5所述的錨索錨固質量檢測傳感器，其特征在于所述底座(5)、外殼 (1)和蓋子(2)之間的空間灌注有密封膠(6)。
7.根據權利要求6所述的錨索錨固質量檢測傳感器，其特征在于所述密封膠(6)為 復合密封吸聲膠。
專利摘要本實用新型公開了一種錨索錨固質量檢測傳感器，包括蓋子、底座、設置在底座上的外殼、壓電傳感器元件、與檢測儀器相連接的電纜以及引線，所述底座由中間具有豎直向上的套管的底盤構成，所述壓電傳感器元件中間穿孔、套裝在所述套管上并固定在底盤上，所述壓電傳感器元件包括兩片中間具有通孔的壓電陶瓷片、質量塊和兩片電極片，壓電陶瓷片和質量塊由下而上依次設置，套裝在所述套管上并固定在底盤上，所述電極片的其中一片設置在兩片壓電陶瓷片之間，另一片設置在位于上方的壓電陶瓷片和質量塊之間，所述引線有兩條，分別與兩片電極片相連接，所述兩條引線的另外一端接入電纜。這種傳感器感應精度高、可以對長錨索進行無損。
文檔編號G01N29/04GK201637720SQ20102015058
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權日2010年3月30日
發(fā)明者劉春生, 張長利, 李江山, 江茂盛, 蔡曉英, 陳春霖 申請人:廣東省公路勘察規(guī)劃設計院有限公司;武漢長盛工程檢測技術開發(fā)有限公司;廣州和立巖土工程有限公司