一种基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及裂隙岩体注浆试验技术领域，具体涉及一种基于锤击法的基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统。


背景技术：

2.在煤炭开采过程中会形成采空区，导致上覆岩层垮落以及地表沉陷，为了防止地质工程中由于裂隙的存在，改变了原有岩体各类性质包括渗透性、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度，而増强裂隙岩体强度、降低岩体渗透性能，采用的基本方法就是利用具有定粘度、流动性、固化性能的浆液注入至裂隙岩体中的注浆技术，随着岩体注浆工艺的不断改进，各种监测岩体注浆扩散范围的装置越来越多，但目前的监测岩体注浆扩散范围的装置精确度不高，误差较大，存在着不能进行实时监测，操作过程误差较大等问题。因此，针对以上问题，设计一种基于锤击法的岩体注浆扩散范围的监测系统是很有必要的。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统。
4.本实用新型提供的基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统，系统包括力锤自动激振装置、加速度传感器、数据采集箱以及终端监测装置，其中：力锤自动激振装置、加速度传感器与数据采集箱电连接，数据采集箱与终端监测装置电连接；力锤自动激振装置包括底座、锤罩、导筒、导杆以及力锤，锤罩罩设在底座上，导筒设置在锤罩的顶部；导杆穿过导筒以及锤罩，延伸至锤罩内部，导杆的底部与锤罩内部的力锤固定连接；力锤内设有力传感器，力传感器与数据采集箱电连接。
5.进一步的，锤罩顶部设有通孔，通孔的内径与导筒的内径相等，导杆通过通孔延伸至锤罩内部。
6.进一步的，底座、锤罩和导筒同轴设置。
7.进一步的，系统还包括恒流适配器，力传感器以及加速度传感器通过恒流适配器与数据采集箱电连接。
8.进一步的，恒流适配器包括恒流适配器输入电流接口、恒流适配器输出电流接口，力传感器以及加速度传感器通过输入电流连接线与恒流适配器输入电流接口电连接，恒流适配器输出电流接口通过输出电流连接线与数据采集箱电连接。
9.进一步的，数据采集箱的型号为mc usb-1608g，输出电流连接线的红线与数据采集箱的choh通道连接，输出电流连接线的黑线与数据采集箱的chol通道连接。
10.进一步的，终端监测装置为笔记本电脑。
11.进一步的，力锤自动激振装置设置在锤击点，加速度传感器设置在距离锤击点2cm位置处。
12.进一步的，加速度传感器通过耦合材料粘贴在距离锤击点2cm位置处。
13.进一步的，力锤包括锤头以及锤体，锤头与锤体可拆卸连接，力传感器设置在所述锤体中。
14.本实用新型提供的基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统具有以下有益效果：力锤与自动激振装置中的导杆固定连接，通过在每次锤击时，将导杆从同一高度释放，从而保证每次锤击力度相同，降低操作误差，使结果更加准确，不用提前埋置光纤，是一种无损的监测方法，同时在锤击之后将力传感器、加速度传感器监测到的数据实时传输到数据采集箱中，再由数据采集箱传输至终端监测装置，实现岩体注浆扩散范围的实时监测。
附图说明
15.图1为本实用新型一种实施例中的基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统示意图一；
16.图2为本实用新型一种实施例中的基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统示意图二；
17.1-力锤自动激振装置、2-加速度传感器、3-数据采集箱、4-终端监测装置、5-恒流适配器、101-底座、102-锤罩、103-导筒、104-导杆、105-力锤、501-恒流适配器输入电流接口、502-恒流适配器输出电流接口、503-恒流适配器电源开关、504-恒流适配器电源接头。
具体实施方式
18.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
19.在一种实施例中，本实用新型提供一种基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统。其中，锤击法是一种无损检测岩体裂隙的方法，不用预先埋置加速度传感器，因此提高了检测裂隙的准确性，现场操作时与daqami(数据采集与信号生成的应用软件)配合使用即可实现实时监测。冲击弹性波是通过对被测结构表面实施瞬时机械激振(一般采用冲击锤)产生弹性波信号，通过加速度传感器接收信号；由普通冲击锤激发的冲击弹性波的卓越频率一般在几百赫兹到几千赫兹之间，能够不破坏岩体结构从而检测岩体中的裂隙。
20.如图1、2所示，本实施例提供的一种基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统包括：
21.力锤自动激振装置1、加速度传感器2、数据采集箱3以及终端监测装置4，其中：力锤自动激振装置1、加速度传感器2与数据采集箱3电连接，数据采集箱3与终端监测装置4电连接。
22.力锤自动激振装置1包括底座101、锤罩102、导筒103、导杆104以及力锤105，锤罩102罩设在底座101上，导筒103设置在锤罩102的顶部；导杆104穿过导筒103以及锤罩102，延伸至锤罩102内部，导杆104的底部与锤罩102内部的力锤105固定连接；力锤105内设有力传感器，力传感器与数据采集箱3电连接。
23.具体的，在本实施例中，加速度传感器可以为压电式加速度传感器ct1050lc，力传感器可以为动态力传感器ct-lc-01，进一步的，力锤105包括锤头以及锤体，锤头与锤体可
拆卸连接，力传感器设置在锤体中，并且锤体与导杆104的底部固定连接。锤头从软到硬由多种锤头可供选择，由于锤头与锤体为可拆卸连接，在实际使用时，可以根据现场岩体表面的坚硬程度更换适宜的锤头。更进一步的，锤头通过螺母与锤体连接。
24.更具体的，终端监测装置4可以为笔记本电脑。
25.本实施例中提供的力锤自动激振装置1中的导杆104可以在竖直方向上下移动，以带动固定在导杆104底部的力锤105沿竖直方向上下移动。
26.在进行监测时，首先使被测物体上表面呈水平状态，将力锤自动激振装置1竖直置于锤击点，使底座101与锤击点的被测物体上表面紧密接触；加速度传感器设置在距离锤击点2cm位置处，进一步的，加速度传感器通过耦合材料粘贴在距离锤击点2cm位置处，具体的，耦合材料可以为凡士林。
27.设置好力锤自动激振装置以及加速度传感器后，向上拉动导杆104，使其提升至一定的高度后释放，这样，在重力作用下导杆104和力锤105一起下落，力锤105撞击底座101，被测物体即产生振动，可进行振动性能测试，进而监测到岩体注浆扩散范围。
28.本实施例中的力锤自动激振装置1通过向上拉动导杆104，导杆104和力锤105被提升至一定的高度后释放，力锤撞击在底座101上，使被测物体产生振动。与使用力锤直接敲击产生振动相比，通过此力锤自动激振装置1产生的振动幅度一致，能量稳定，能够提高检测结果的准确率。此力锤自动激振装置1手工操作即可，不需要提供电源、液压或气压，适合野外操作的环境。
29.本实施例中提供的基于锤击法的岩体注浆扩散范围监测系统，力锤105与自动激振装置1中的导杆104固定连接，通过在每次锤击时，将导杆104从同一高度释放，从而保证每次锤击力度相同，结果更加准确，不用提前埋置光纤，是一种无损的监测方法，同时在锤击之后将加速度传感器监测到的数据实时传输到数据采集箱中，再由数据采集箱传输至终端监测装置，实现岩体注浆扩散范围的实时监测。另外，力锤上的力传感器用于监测每次激振力的大小，并将监测到的激振力数据传输到数据采集箱，再由数据采集箱传输至终端监测装置，用户能够根据终端监测装置上显示的激振力数据判断每次激振力的大小是否相差不大。
30.在本实用新型的又一种实施例中，锤罩102顶部设有通孔，通孔的内径与导筒103的内径相等，导杆104通过通孔延伸至锤罩102内部。进一步的，底座101、锤罩102和导筒103同轴设置。
31.在本实用新型的又一种实施例中，如图1、图2所示，系统还包括恒流适配器5，力传感器以及加速度传感器2通过恒流适配器5与数据采集箱3电连接。
32.进一步的，如图2所示，恒流适配器5包括恒流适配器输入电流接口501、恒流适配器输出电流接口502，力传感器以及加速度传感器2通过输入电流连接线与恒流适配器输入电流接口501电连接，恒流适配器输出电流接口502通过输出电流连接线与数据采集箱3电连接。
33.更进一步的，恒流适配器5还包括恒流适配器电源开关503以及恒流适配器电源接头504。
34.在本实用新型的又一种实施例中，数据采集箱3的型号为mc usb-1608g，输出电流连接线的红线与数据采集箱3的choh通道连接，输出电流连接线的黑线与数据采集箱3的
chol通道连接。
35.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。