礦用錨桿（索）無(wú)損檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種礦用錨桿（索）無(wú)損檢測(cè)裝置，包括由數(shù)據(jù)采集處理裝置、電控式應(yīng)力波發(fā)生器、預(yù)緊力采集裝置、彈簧夾式聲波收集裝置、磁鐵吸式聲波收集裝置、充電器、USB/電源數(shù)據(jù)線、信號(hào)輸出信號(hào)線和信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線幾部分組成；當(dāng)對(duì)錨桿（索）進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，用電控式應(yīng)力波發(fā)生器對(duì)錨桿（索）的底部激發(fā)聲波脈沖信號(hào)，錨桿（索）底部反射的聲波信號(hào)通過(guò)聲波收集裝置傳送至數(shù)據(jù)采集處理裝置內(nèi)，然后，通過(guò)內(nèi)置的軟件系統(tǒng)對(duì)輸入的聲波信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算，進(jìn)而對(duì)錨桿（索）進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)；另外，本實(shí)用新型還可實(shí)現(xiàn)對(duì)錨固錨桿（索）預(yù)緊力的檢測(cè)，克服了常規(guī)錨桿（索）檢測(cè)不便、誤差大等缺點(diǎn)，具有輕便、易操作、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在礦業(yè)工程、巖土工程、邊坡工程、地下隧道中的錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，特別涉及一種礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，屬于無(wú)損檢測(cè)、精密儀器等【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]錨桿(索)是一種錨固在巖體內(nèi)，用于維護(hù)周邊圍巖的桿狀結(jié)構(gòu)，由于對(duì)巷道圍巖結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化作用，加之具有支護(hù)成本低、成巷速度快、以及提高巷道斷面利用率、簡(jiǎn)化回采面端頭維護(hù)工藝、明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在礦業(yè)工程、巖土工程、邊坡工程、地下隧道等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。因此，錨桿(索)的安裝質(zhì)量關(guān)系著工作面施工的效率與質(zhì)量。
[0003]傳統(tǒng)的錨桿(索)支護(hù)檢測(cè)方面包括有錨桿(索)施工質(zhì)量檢測(cè)、錨固力檢測(cè)與錨桿(索)的荷載力檢測(cè)等，用于檢測(cè)錨桿安裝的角度、間排距以及錨桿(索)的外露長(zhǎng)度、托盤(pán)安裝質(zhì)量、初始錨固力等，為調(diào)整和修改支護(hù)參數(shù)提供了實(shí)測(cè)依據(jù)。
[0004]而在傳統(tǒng)的錨桿(索)支護(hù)檢測(cè)方法中:施工質(zhì)量方面多通過(guò)觀察、直接測(cè)量等進(jìn)行檢測(cè)，存在誤差較大、效率低下等缺點(diǎn)；在錨固力大小檢測(cè)方面，一般是通過(guò)錨桿抗拉拔力試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，多存在破壞圍巖穩(wěn)定的危險(xiǎn)，因此不能對(duì)已安裝錨桿(索)進(jìn)行大量檢測(cè)；而傳統(tǒng)的錨桿荷載觀測(cè)，一般用錨桿測(cè)力計(jì)、液壓枕等實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行檢測(cè)，在大面積使用時(shí)，存在安裝設(shè)備較多，費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
[0005]基于傳統(tǒng)錨桿(索)檢測(cè)存在的問(wèn)題，中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?200910085949.5):基于變頻偽隨機(jī)信號(hào)的錨桿無(wú)損檢測(cè)方法及裝置，應(yīng)用不同材質(zhì)的特制錘子，自由隨機(jī)敲擊錨桿外露端端頭作為激勵(lì)震源，產(chǎn)生變頻偽隨機(jī)信號(hào)在錨桿中傳播，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置接收錨桿中的聲波反射信號(hào)，并對(duì)接收到的信息進(jìn)行相關(guān)的分析和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了錨桿(索)的無(wú)損檢測(cè)。提高的錨桿檢測(cè)的質(zhì)量和效率，但因其設(shè)計(jì)缺陷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)錨桿(索)錨固力和載荷的檢測(cè)。因此，這種檢測(cè)方法還不能完全實(shí)現(xiàn)錨桿(索)的無(wú)損檢測(cè)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型，一種礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，針對(duì)以上檢測(cè)技術(shù)中所存在的問(wèn)題，提出了一種能夠快速準(zhǔn)確識(shí)別反射信息、檢測(cè)精度高、易于單人操作的礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上訴目的，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案如下:
[0008]一種礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，包括由數(shù)據(jù)采集處理裝置、電控式應(yīng)力波發(fā)生器、預(yù)緊力采集裝置、彈簧夾式聲波收集裝置、磁鐵吸式聲波收集裝置、充電器、USB/電源數(shù)據(jù)線、信號(hào)輸出信號(hào)線和信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線幾部分組成；其特征在于:數(shù)據(jù)采集處理裝置可由充電器通過(guò)USB/電源數(shù)據(jù)線提供設(shè)備運(yùn)行時(shí)所需能量，電控式應(yīng)力波發(fā)生器可通過(guò)信號(hào)輸出數(shù)據(jù)線連接在數(shù)據(jù)采集處理裝置上，預(yù)緊力采集裝置、彈簧夾式聲波收集裝置、磁鐵吸式聲波收集裝置可通過(guò)信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線連接在數(shù)據(jù)采集裝置之上。
[0009]所述數(shù)據(jù)采集處理裝置嚴(yán)格遵照《煤礦井下用電設(shè)備通用技術(shù)條件》(MT/T661-2011)、《爆炸性氣體環(huán)境下用電設(shè)備第一部分:通用要求》(GB3836.1-2000)、《人機(jī)界面標(biāo)志標(biāo)識(shí)的基本方法和安全規(guī)則設(shè)備端子和特定導(dǎo)體終端標(biāo)識(shí)及字母數(shù)字系統(tǒng)的應(yīng)用通則》(GB/T4026-2004)的參數(shù)設(shè)計(jì)，為一具有防爆電器外殼材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在數(shù)據(jù)采集處理裝置上，均勻分布有USB/電源數(shù)據(jù)孔、信號(hào)輸出孔、信號(hào)輸入孔及電源開(kāi)關(guān)鍵，在數(shù)據(jù)采集處理裝置的內(nèi)部，內(nèi)置有基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入輸出信號(hào)的快速處理。
[0010]所述電控式應(yīng)力波發(fā)生器，嚴(yán)格遵照《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第I部分總則》(GB14048.1-2006)、《高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》(GB/T11022-2011)的參數(shù)設(shè)計(jì)，為一具有防爆電器外殼材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，包括由觸發(fā)開(kāi)關(guān)、電磁鐵、回位彈簧、金屬撞針幾部分組成，工作時(shí)，用手扳動(dòng)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，電磁鐵的電源接通，使電控式應(yīng)力波發(fā)生器的撞針產(chǎn)生磁力，在克服回位彈簧彈力情況下激發(fā)產(chǎn)生應(yīng)力波，緊接著，電磁鐵斷開(kāi)電源，金屬撞針在回位彈簧的彈力作用下，恢復(fù)到原來(lái)的位置。
[0011]所述預(yù)緊力采集裝置嚴(yán)格遵守《煤礦井下電氣設(shè)備通用技術(shù)條件》(MT/T661-2011)的規(guī)則要求設(shè)計(jì)，為一具有防爆電器外殼材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在預(yù)緊力采集裝置上，安裝有一金屬圓環(huán)結(jié)構(gòu)，當(dāng)對(duì)錨桿(索)進(jìn)行預(yù)緊力檢測(cè)時(shí)，將預(yù)緊力采集裝置置于錨固墊板和緊固螺母之間，當(dāng)對(duì)錨桿(索)進(jìn)行緊固時(shí)，金屬圓環(huán)受壓變形，預(yù)緊力采集裝置通過(guò)信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線將金屬圓環(huán)的變形數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集處理裝置內(nèi)部。
[0012]所述彈簧夾式聲波收集裝置由彈簧夾左部、彈簧夾右部、中部旋轉(zhuǎn)螺栓及聲波接收陶瓷幾部分組成，在對(duì)錨桿(索)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)彈簧夾式聲波收集裝置夾固在樹(shù)脂錨桿、水泥砂漿錨桿等非金屬錨桿的外露端，來(lái)實(shí)現(xiàn)錨桿(索)的無(wú)損檢測(cè)。
[0013]所述磁鐵吸式聲波收集裝置，為一具有防爆電器外殼材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在磁鐵吸式聲波收集裝置的頂端，安裝有一磁性聲波收集裝置，在對(duì)鐵、鈷、鎳等材質(zhì)類型的錨桿(索)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，可利用磁性聲波收集裝置的磁性，快速固定在錨桿(索)的底部外露端，完成聲波數(shù)據(jù)的收集。
[0014]所述充電器為一常用的額定電壓為220V的常用充電裝置；所述USB/電源數(shù)據(jù)線、信號(hào)輸出信號(hào)線和信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線為常用的礦用信號(hào)數(shù)據(jù)線，在本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)了各個(gè)組件之間的連通。
[0015]本實(shí)用新型所提供的礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，克服了傳統(tǒng)錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)誤差較大、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件苛刻、效率低下等缺點(diǎn)，提供了一種容易識(shí)別、檢測(cè)精度高、可利于單人操作的錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型的電控式應(yīng)力波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型的預(yù)緊力采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型的彈簧夾式聲波收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖6為本實(shí)用新型的磁鐵吸式聲波收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型的無(wú)損檢測(cè)效果圖。
[0023]圖中符號(hào)說(shuō)明如下:
[0024]1-數(shù)據(jù)采集處理裝置、2-電控式應(yīng)力波發(fā)生器、3-預(yù)緊力采集裝置、4-磁鐵吸式聲波收集裝置、5-彈簧夾式聲波收集裝置、6-充電器、7-USB/電源數(shù)據(jù)線、8-信號(hào)輸出信號(hào)線、9_信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線、10-USB/電源數(shù)據(jù)孔、11-信號(hào)輸出孔、12-信號(hào)輸入孔、13-電源開(kāi)關(guān)鍵、14-防爆電器外殼、15-觸發(fā)開(kāi)關(guān)、16-電磁鐵、17-回位彈簧、18-金屬撞針、19_防爆電器外殼、20-金屬圓環(huán)、21-防爆電器外殼、22-彈簧夾左部、23-彈簧夾右部、24-中部旋轉(zhuǎn)螺栓、25-聲波接收陶瓷、26-防爆電器外殼、27-磁性聲波收集裝置、28-待檢測(cè)錨桿。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了更好地理解本實(shí)用新型，讓工程技術(shù)人員快速的掌握礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置的使用方法，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
[0026]如圖1所示:一種礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，包括由數(shù)據(jù)采集處理裝置1、電控式應(yīng)力波發(fā)生器2、預(yù)緊力采集裝置3、磁鐵吸式聲波收集裝置4、彈簧夾式聲波收集裝置5、充電器6、USB/電源數(shù)據(jù)線7、信號(hào)輸出信號(hào)線8和信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線9幾部分組成；其特征在于:數(shù)據(jù)采集處理裝置I可由充電器6通過(guò)USB/電源數(shù)據(jù)線7提供設(shè)備運(yùn)行時(shí)所需能量，電控式應(yīng)力波發(fā)生器2可通過(guò)信號(hào)輸出數(shù)據(jù)線8連接在數(shù)據(jù)采集處理裝置I上，預(yù)緊力采集裝置3、彈簧夾式聲波收集裝置5、磁鐵吸式聲波收集裝置4可通過(guò)信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線9連接在數(shù)據(jù)采集處理裝置I之上。
[0027]如圖2所示:所述數(shù)據(jù)采集處理裝置I為一具有防爆電器外殼14材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在數(shù)據(jù)采集處理裝置I上，均勻分布有USB/電源數(shù)據(jù)孔10、信號(hào)輸出孔11、信號(hào)輸入孔12及電源開(kāi)關(guān)鍵13，在數(shù)據(jù)采集處理裝置I的內(nèi)部，內(nèi)置有基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入輸出信號(hào)的快速處理。
[0028]如圖3所示:所述電控式應(yīng)力波發(fā)生器2為一具有防爆電器外殼19材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，包括由觸發(fā)開(kāi)關(guān)15、電磁鐵16、回位彈簧17、金屬撞針18幾部分組成，工作時(shí)，用手扳動(dòng)觸發(fā)開(kāi)關(guān)15,電磁鐵16的電源接通,使電控式應(yīng)力波發(fā)生器2的金屬撞針18產(chǎn)生磁力，在克服回位彈簧17彈力情況下激發(fā)產(chǎn)生應(yīng)力波，緊接著，電磁鐵16斷開(kāi)電源，金屬撞針18在回位彈簧17的彈力作用下，恢復(fù)到原來(lái)的位置。
[0029]如圖4所示:所述預(yù)緊力采集裝置3為一具有防爆電器外殼21材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在預(yù)緊力采集裝置上，安裝有一金屬圓環(huán)20結(jié)構(gòu)，當(dāng)對(duì)錨桿(索)進(jìn)行預(yù)緊力檢測(cè)時(shí)，將預(yù)緊力采集裝置3置于錨固墊板和緊固螺母之間，當(dāng)對(duì)錨桿(索)進(jìn)行緊固時(shí)，金屬圓環(huán)20受壓變形，預(yù)緊力采集裝置3通過(guò)信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線9將金屬圓環(huán)20的變形數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集處理裝置I內(nèi)部。
[0030]如圖5所示:所述彈簧夾式聲波收集裝置5由彈簧夾左部22、彈簧夾右部23、中部旋轉(zhuǎn)螺栓24及聲波接收陶瓷25幾部分組成，在對(duì)錨桿(索)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)彈簧夾式聲波收集裝置5夾固在樹(shù)脂錨桿、水泥砂漿錨桿等非金屬錨桿的外露端，來(lái)實(shí)現(xiàn)錨桿(索)的無(wú)損檢測(cè)。
[0031]如圖6所示:所述磁鐵吸式聲波收集裝置4，為一具有防爆電器外殼26材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在磁鐵吸式聲波收集裝置4的頂端，安裝有一磁性聲波收集裝置27，在對(duì)鐵、鈷、鎳等材質(zhì)類型的錨桿(索)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，可利用磁性聲波收集裝置27的磁性，快速固定在錨桿(索)的底部外露端，完成聲波數(shù)據(jù)的收集。
[0032]如圖7所示:在對(duì)中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?201310098519.3) 一種新型脹殼倒楔式可注漿錨桿進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，首先利用信號(hào)輸出數(shù)據(jù)線和信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線將電控式應(yīng)力波發(fā)生器和磁鐵吸式聲波收集裝置連接在數(shù)據(jù)采集裝置之上；緊接著，將磁鐵吸式聲波收集裝置吸固在錨桿外露端的緊固螺母之上，并用電控式應(yīng)力波發(fā)生器向錨桿尾端激發(fā)聲波信號(hào)，當(dāng)磁鐵吸式聲波收集裝置接收到錨桿反射回來(lái)的聲波信號(hào)之后，隨即通過(guò)信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線將聲波信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置之內(nèi)；最后，通過(guò)數(shù)據(jù)采集處理裝置內(nèi)置的軟件程序運(yùn)算并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，還可以利用預(yù)緊力采集裝置，實(shí)現(xiàn)錨桿預(yù)緊力和荷載力的檢驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，包括由數(shù)據(jù)采集處理裝置(I)、電控式應(yīng)力波發(fā)生器(2)、預(yù)緊力采集裝置(3)、彈簧夾式聲波收集裝置(5)、磁鐵吸式聲波收集裝置(4)、充電器(6)、USB/電源數(shù)據(jù)線(7)、信號(hào)輸出信號(hào)線(8)和信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線(9)幾部分組成；其特征在于:數(shù)據(jù)采集處理裝置(I)可由充電器(6 )通過(guò)USB/電源數(shù)據(jù)線(7 )提供設(shè)備運(yùn)行時(shí)所需能量，電控式應(yīng)力波發(fā)生器(2)可通過(guò)信號(hào)輸出數(shù)據(jù)線(8)連接在數(shù)據(jù)采集處理裝置(I)上，預(yù)緊力采集裝置(3)、彈簧夾式聲波收集裝置(5)、磁鐵吸式聲波收集裝置(4)可通過(guò)信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)線(9)連接在數(shù)據(jù)采集處理裝置(I)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集處理裝置(I)為一具有防爆電器外殼(14)材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在數(shù)據(jù)采集處理裝置(I)上，均勻分布有USB/電源數(shù)據(jù)孔(10)、信號(hào)輸出孔(11)、信號(hào)輸入孔(12)及電源開(kāi)關(guān)鍵(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，其特征在于:所述電控式應(yīng)力波發(fā)生器(2)為一具有防爆電器外殼(19)材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，包括由觸發(fā)開(kāi)關(guān)(15)、電磁鐵(16)、回位彈簧(17)、金屬撞針(18)幾部分組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，其特征在于:所述預(yù)緊力采集裝置(3)為一具有防爆電器外殼(21)材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在預(yù)緊力采集裝置(3)上，安裝有一金屬圓環(huán)(20)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，其特征在于:所述彈簧夾式聲波收集裝置(5)由彈簧夾左部(22)、彈簧夾右部(23)、中部旋轉(zhuǎn)螺栓(24)及聲波接收陶瓷(25)幾部分組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用錨桿(索)無(wú)損檢測(cè)裝置，其特征在于:所述磁鐵吸式聲波收集裝置(4)，為一具有防爆電器外殼(26)材質(zhì)的礦用電器設(shè)備，在磁鐵吸式聲波收集裝置(4)的頂端，安裝有一磁性聲波收集裝置(27)。
【文檔編號(hào)】G01N29/04GK203519563SQ201320581080
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】孟祥瑞, 徐雪戰(zhàn), 趙光明, 王向前, 高召寧 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)