一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置制造方法
【專利摘要】一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置，包括放置在大尺度不規(guī)則煤巖表面上的聲波發(fā)射探頭、長、短源距聲波接收探頭，且三者之間放置隔聲連接管，三者與大尺度不規(guī)則煤巖的接觸面上涂抹有聲波耦合劑；三者均與聲波探測儀連接；聲波探測儀與計(jì)算機(jī)相連接；聲波探測儀發(fā)射脈沖電信號傳遞到聲波發(fā)射探頭中，聲波發(fā)射探頭以其壓電效應(yīng)的逆效應(yīng)產(chǎn)生聲振動來發(fā)射聲波；在聲波信號的作用下，長、短源距接收探頭以其壓電效應(yīng)的正效應(yīng)接收依次接收煤巖體內(nèi)傳來聲波，轉(zhuǎn)化成電信號處理后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中；本實(shí)用新型能夠?yàn)槊簬r割理發(fā)育程度、力學(xué)特性與煤巖聲波時(shí)差間的內(nèi)在定量關(guān)系研究提供了一種新途徑。
【專利說明】一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤巖聲波時(shí)差測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]煤巖的聲波時(shí)差可為割理評價(jià)提供重要的基礎(chǔ)資料，煤巖的聲波時(shí)差還可以為煤巖的力學(xué)參數(shù)計(jì)算提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此煤巖聲波時(shí)差的測量非常重要。
[0003]煤巖聲波時(shí)差測量技術(shù)是一門不斷發(fā)展的技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于煤巖割理發(fā)育程度和力學(xué)特性的研宄。聲波是一種彈性波，它在彈性巖體內(nèi)的傳播服從彈性波傳播規(guī)律。其原理是測試煤巖的聲波速度，根據(jù)測試結(jié)果繪制聲波速度-距離曲線圖，再結(jié)合相關(guān)地質(zhì)資料分析煤巖的割理發(fā)育程度和力學(xué)特性。
[0004]目前，沒有專門針對煤巖的聲波時(shí)差室內(nèi)測量裝置，已有的聲波時(shí)差測量儀器，存在如下問題:測量方法簡單，測量結(jié)果誤差大；針對理論研宄沒考慮干擾因素對測量結(jié)果帶來的誤差，不適合大尺度不規(guī)則煤巖的測量。盡管有人設(shè)計(jì)了煤巖聲波時(shí)差的測量實(shí)驗(yàn)裝置，但針對大尺度不規(guī)則煤巖，開展聲波時(shí)差測量裝置方面仍屬空白。該項(xiàng)裝置的缺少，阻礙了如何揭示煤巖割理發(fā)育程度、力學(xué)特性與煤巖聲波時(shí)差間內(nèi)在定量關(guān)系的進(jìn)一步研宄。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，并針對煤巖聲波時(shí)差測量的現(xiàn)有技術(shù)存在難以適用于大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量等缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差的測量裝置，能夠有效地對煤巖割理、力學(xué)特性對聲波時(shí)差的影響機(jī)理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研宄，為煤巖割理發(fā)育程度、力學(xué)特性與煤巖聲波時(shí)差間的內(nèi)在定量關(guān)系研宄提供了一種新途徑。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置，包括放置在大尺度不規(guī)則煤巖I表面不同位置上的聲波發(fā)射探頭2、短源距聲波接收探頭5和長源距聲波接收探頭8，且三者之間放置隔聲連接管4，三者與大尺度不規(guī)則煤巖I的接觸面上涂抹有聲波耦合劑10 ;聲波發(fā)射探頭2的通訊端口通過電流導(dǎo)線3與聲波探測儀6的信號發(fā)射端口連接；短源距聲波接收探頭5的通訊端口通過電流導(dǎo)線3與聲波探測儀6的信號接收端口連接；長源距聲波接收探頭8的通訊端口通過電流導(dǎo)線3與聲波探測儀6的信號接收端口連接；聲波探測儀6的信號輸出端口通過聲波信號傳輸線7與計(jì)算機(jī)9相連接。
[0008]隔聲連接管4采用軟質(zhì)麻棉毛氈、有機(jī)纖維材質(zhì)，其直徑與聲波發(fā)射探頭2、短源距聲波接收探頭5和長源距聲波接收探頭8相等。
[0009]本實(shí)用新型具有如下突出的有益效果:
[0010]1、本實(shí)用新型在大尺度不規(guī)則煤巖表面放置聲波發(fā)射探頭、接收探頭及隔聲連接管；所述發(fā)射探頭及接頭探頭與電流導(dǎo)線及聲波探測儀的對應(yīng)功能端口連接，構(gòu)成聲波時(shí)差雙源距連接結(jié)構(gòu)，因此其高精度的測量方法使得所獲得的測試結(jié)果更準(zhǔn)確可靠。
[0011]2、本實(shí)用新型在測量煤巖聲波時(shí)差時(shí)，無需加工成標(biāo)準(zhǔn)煤巖樣，只需將聲波發(fā)射探頭、接收探頭及隔聲連接管放置在煤表面上即可，可最大限度地保持了煤巖的天然特征，減少了測量誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0014]參照附圖，一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置，包括放置在大尺度不規(guī)則煤巖I表面不同位置上的聲波發(fā)射探頭2、短源距聲波接收探頭5和長源距聲波接收探頭8，且三者之間放置隔聲連接管4，三者與大尺度不規(guī)則煤巖I的接觸面上涂抹有聲波耦合劑10，以使其三者與大尺度不規(guī)則煤巖緊密接觸；
[0015]聲波發(fā)射探頭2的通訊端口通過電流導(dǎo)線3與聲波探測儀6的信號發(fā)射端口連接；短源距聲波接收探頭5的通訊端口通過電流導(dǎo)線3與聲波探測儀6的信號接收端口連接；長源距聲波接收探頭8的通訊端口通過電流導(dǎo)線3與聲波探測儀6的信號接收端口連接；用來提供脈沖電信號，觸發(fā)聲波發(fā)射探頭2發(fā)射聲波，以便使其短源距聲波接收探頭5和長源距聲波接收探頭8依次接收煤巖體內(nèi)傳來的聲波，然后把接收到的聲波轉(zhuǎn)換成電能傳輸?shù)铰暡ㄌ綔y儀6 ;觸發(fā)聲波發(fā)射探頭2為薄圓管鋯鈦酸鉛壓電換能器組成，短源距聲波接收探頭5和長源距聲波接收探頭8是一個(gè)鎢鎘壓電換能器；
[0016]聲波探測儀6的信號輸出端口通過聲波信號傳輸線7與計(jì)算機(jī)9相連接，聲波探測儀6測得的聲波時(shí)差經(jīng)聲波信號傳輸線7傳送到計(jì)算機(jī)10中，進(jìn)行顯示和保存。
[0017]隔聲連接管4采用軟質(zhì)麻棉毛氈、有機(jī)纖維材質(zhì)，其直徑與聲波發(fā)射探頭2、短源距聲波接收探頭5和長源距聲波接收探頭8相等，以防止發(fā)射探頭2發(fā)射的聲波直接沿著煤巖表面?zhèn)鞑サ蕉淘淳嗦暡ń邮仗筋^5和長源距聲波接收探頭8中造成對煤巖聲波時(shí)差測量的干擾。
[0018]大尺度不規(guī)則煤巖I至于支架11上。
[0019]本實(shí)用新型的方法如下:
[0020]聲波探測儀6發(fā)射脈沖電信號，經(jīng)電流導(dǎo)線3將脈沖電信號傳遞到聲波發(fā)射探頭2中，聲波發(fā)射探頭2以其壓電效應(yīng)的逆效應(yīng)產(chǎn)生聲振動來發(fā)射聲波；在聲波信號的作用下，短源距接收探頭5和長源距接收探頭8以其壓電效應(yīng)的正效應(yīng)接收依次接收煤巖體內(nèi)傳來聲波，轉(zhuǎn)化成電信號，并經(jīng)過電流導(dǎo)線3傳送到聲波探測儀6中，并進(jìn)行放大、濾波、整形處理后經(jīng)聲波信號傳輸線7傳輸?shù)接?jì)算機(jī)9中。在計(jì)算機(jī)9中用聲波時(shí)差程序?qū)y量結(jié)果進(jìn)行記錄、存儲，生成聲波速度-距離曲線圖。由聲波速度-距離曲線圖可以直接看出聲波速度變化情況，并轉(zhuǎn)化成聲波時(shí)差。實(shí)際測量時(shí)，聲波探測儀6每隔一定的時(shí)間給聲波發(fā)射器2發(fā)射一次強(qiáng)的脈沖電流，使聲波發(fā)射器2的換能器晶體受到激發(fā)而產(chǎn)生振動，從而引起周圍介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動，產(chǎn)生向電流導(dǎo)線3中傳播的聲波。
[0021]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實(shí)施例所述的技術(shù)方案進(jìn)行修改，而這些修改，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置，其特征在于，包括放置在大尺度不規(guī)則煤巖(I)表面不同位置上的聲波發(fā)射探頭(2)、短源距聲波接收探頭(5)和長源距聲波接收探頭(8)，且三者之間放置隔聲連接管(4)，三者與大尺度不規(guī)則煤巖(I)的接觸面上涂抹有聲波耦合劑(10);聲波發(fā)射探頭(2)的通訊端口通過電流導(dǎo)線(3)與聲波探測儀(6)的信號發(fā)射端口連接；短源距聲波接收探頭(5)的通訊端口通過電流導(dǎo)線(3)與聲波探測儀(6)的信號接收端口連接；長源距聲波接收探頭(8)的通訊端口通過電流導(dǎo)線(3)與聲波探測儀(6)的信號接收端口連接；聲波探測儀(6)的信號輸出端口通過聲波信號傳輸線(7)與計(jì)算機(jī)(9)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺度不規(guī)則煤巖聲波時(shí)差測量裝置，其特征在于，隔聲連接管(4)采用軟質(zhì)麻棉毛氈、有機(jī)纖維材質(zhì)，其直徑與聲波發(fā)射探頭(2)、短源距聲波接收探頭(5)和長源距聲波接收探頭(8)相等。
【文檔編號】G01N29/07GK204255906SQ201420778240
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】湯小燕 申請人:西安科技大學(xué)