一种充填体孔隙裂隙在线无损监测装置的制作方法

本实用新型涉及属于煤矿、金属矿山监测设备领域，具体涉及一种对充填体孔隙裂隙在线无损监测装置。

背景技术：

充填注浆固化过程中，会产生夹层、空洞、离析等内部缺陷，在充填体与围岩的相互作用过程中，缺陷又会进一步发展，对充填体强度特性会造成影响。

目前对充填体常用的主要检测手段包括：现场取芯分析、充填体应力及变形在线监测和钻孔电视窥视等，这些方法目前存在耗时较长、工作量较大，监测精度低等问题，且不能直观地反应出充填体内部孔隙裂隙的发育特征，因此，寻求一种充填体孔隙裂隙在线无损监测装置可为充填体的强度发展提供理论依据。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种充填体孔隙裂隙在线无损监测装置，该装置利用超声波在充填体中传播时，如遇到了空洞、裂隙或者离析，则波的一些参数会发生变化。通过计算机对接收到波形畸变的信号的计算分析，确定充填体孔隙裂隙分布发育状态。

其技术解决方案包括：

一种充填体孔隙裂隙在线无损监测装置，其包括一对声测管、功率放大器、增益放大器、电源、A/D转换器、D/A转换器、计算机及辅助安装配件，在所述的一对声测管内分别装有发射换能器与接收换能器；

辅助安装配件包含有卡箍、地锚、钢筋与钢板；

由所述计算机发出数字信号经所述D/A转换器供给所述功率放大器，再将该输出信号供给所述发射换能器，所述发射换能器将输入的电脉冲信号转换为声信号，该声信号经过油液耦合穿透充填体到达所述接收换能器；

所述接收换能器将所接收到的信号由所述增益放大器放大，并经过所述A/D转换器送给所述计算机，所述计算机用来记录测量值、将发射信号与接收信号配合进行中间储存和数值计算分析。

进一步的，每个声测管均采用金属材质，管内充满流动性的油类作为耦合剂，所述声测管的底部封闭，管口设置有盖体，两根声测管对称且相互平行预布置在充填区域内，反向使用所述卡箍紧箍于钢筋内侧。

进一步的，所述钢筋通过打地锚的方式竖向固定在底板一侧，当底板不平整时，所述钢筋先固定于所述钢板上，再将所述钢板放置于底板上。

进一步的，所述发射换能器与所述接收换能器均为采用压电材料制成的环形式换能器，所述发射换能器和接收换能器均可在所述声测管内同升同降。

本实用新型所带来的有益技术效果：

本实用新型种充填体孔隙裂隙在线无损监测装置，将声波透射法应用在充填体的孔隙裂隙发育监测过程中，实现了对充填体结构监测断面的自上而下的检测，充填体结构均匀性及其孔隙裂隙的发生部位、发育程度等问题均可由检测结果直观反映，而对充填体的完整性影响程度低，对充填体孔隙裂隙发育的研究具有一定的指导意义。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为声测管安装结构及充填体孔隙裂隙在线无损监测装置示意图；

图2为地桩结构俯视示意图；

图3为地桩A-A剖面示意图；

图中，1、安装有发射换能器的声测管，2、安装有接收换能器的声测管，3、功率放大器，4、A/D转换器，5、电源，6、D/A转换器，7、增益放大器，8、计算机，9、卡箍，10、地锚，11、发射换能器，12、接收换能器，13、钢筋，14、钢板。

具体实施方式

本实用新型提出了一种充填体孔隙裂隙在线无损监测装置，为了使本实用新型的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

结合图1、图2、图3所示，一种充填体孔隙裂隙在线无损监测装置，主体包括安装有发射换能器11的声测管1与安装有接收换能器12的声测管2、功率放大器3、A/D转换器4、电源5、D/A转换器6、增益放大器7和计算机8，辅助安装配件包含有卡箍9、地锚10、钢筋13与钢板14。

一对声测管对称且相互平行预布置在充填区域内，管间距2.5m，均使用卡箍9反向紧箍在利用地锚10固定的钢筋13内侧，以防止管身在充填注浆过程中发生弯曲或压扁等情况。声测管底部封闭，顶端使用塑料盖封口。

钢筋13通过地桩竖向固定在底板一侧，底板不平整时，需将钢筋先固定于钢板14上，再将钢板14放置于底板上。

控制发射换能器11与接收换能器12同步滑动的线缆以及信号传输线缆均从声测管顶端封口处引出，控制线缆与计算机8直连，发射换能器信号传输线缆与功率放大器3连接，接收换能器信号传输线与增益放大器7连接，线缆均置于PVC电缆保护管中，PVC电缆保护管埋设在底板一侧。

由计算机8发出数字信号经D/A转换器6供给功率放大器3，再将该输出信号供给发射换能器11，发射换能器11将输入的电脉冲信号转换为声信号辐射给充填体，声信号在充填体内传播，透射充填体后由接收换能器12捕获，而来自接收换能器12的信号由一个被计算机8驱动的增益放大器7放大，并经过A/D转换器4传输给计算机8。

计算机8进行记录、汇总数据、曲线绘制、图像显示、打印等工作，并给出分析表，高精度地重现充填体内部孔隙裂隙发育状态。

本实用新型中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

尽管本文中较多的使用了诸如发射换能器、接收换能器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性，本领域技术人员在本实用新型的启示下对这些术语所做的简单替换，均应在本实用新型的保护范围之内。