垃圾填埋场防渗层破损应力波定位实验用刺破装置的制作方法

本实用新型涉及垃圾填埋场防渗层渗漏检测实验用设备领域，尤其涉及一种垃圾填埋场防渗层破损应力波定位实验用刺破装置。

背景技术：

随着我国垃圾填埋场数量的增加，对垃圾填埋场防渗层渗漏定位已成为我国科研人员不得不面临的难题。为解决现有技术中，以电学为基础的垃圾填埋场防渗层渗漏监测方法中存在的“先污染，后发现”的问题，有科研人员提出了基于应力波监测技术的垃圾填埋场防渗层渗漏监测系统。该方法利用应力波传感器来捕捉防渗层在破损时所产生的应力波，通过定位模型实现防渗层渗漏定位，并对定位结果进行校正。

目前，业内对垃圾填埋场防渗层渗漏检测系统进行测试实验时，需要模拟渗透层破损产生的应力波，主要采用提前将HDPE膜进行破损处理，来设置防渗层预设破损点。但由于基于应力波监测技术的垃圾填埋场防渗层渗漏监测系统，是通过捕捉HDPE膜破损瞬间产生的应力波，而提前设置破损点的方法无法满足检测要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实验人员可远程遥控控制在特定时间内刺破垃圾填埋场防渗层，精确捕捉产生的应力波，从而提高对垃圾场渗透层渗漏监控准确度的一种垃圾填埋场防渗层破损应力波定位实验用刺破装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

垃圾填埋场防渗层破损应力波定位实验用刺破装置，其特征在于，包括：一防护箱，具有上顶板、下底板以及置于二者之间的中隔板，所述下底板上开设有探出孔；一置于防护箱内并能够从探出孔内向下探出的刺破针，所述刺破针的下端具有锋利部；用于驱动刺破针上下往复移动的驱动机构，所述驱动机构包括竖直设于防护箱内中部的驱动丝杠以及与驱动丝杠螺纹配合的移动滑台；所述驱动丝杠的下端借助旋转轴承与下底板可转动连接，所述驱动丝杠的上端穿过中隔板并连接有一驱动电机的输出端，所述移动滑台置于中隔板与下底板之间，并且其下端面与刺破针的上端固定；以及用于控制驱动机构启闭的控制机构，所述控制机构包括控制器、上位传感器、下位传感器、微波信号接收器以及微波信号发生器；所述上位传感器和下位传感器均固定于防护箱的侧壁上，用于检测移动滑台运动的上极限位和下极限位；所述控制器和微波信号接收器均固定于防护箱上，所述控制器的信号输入端连接有上位传感器、下位传感器和微波信号接收器，所述控制器的控制输出端连接有驱动电机。

进一步的技术方案在于，所述防护箱的底部边缘均布有多个固定吸盘。

进一步的技术方案在于，所述防护箱的内侧壁上竖直设有导向滑道，所述移动滑台上设有与导向滑道凹凸配合的滑接部。

进一步的技术方案在于，所述导向滑道包括两个，分别位于驱动丝杠对称的两侧。

进一步的技术方案在于，所述下底板上旋转轴承的下端具有防止灰尘进入的遮挡部。

进一步的技术方案在于，所述驱动丝杠与中隔板之间同样借助旋转轴承可转动连接。

进一步的技术方案在于，所述微波信号接收器固定于防护箱外侧壁的上部。

进一步的技术方案在于，所述驱动丝杠与驱动电机的输出端借助联轴器连接。

进一步的技术方案在于，所述上顶板和下底板均借助螺栓与防护箱主体可拆卸连接。

进一步的技术方案在于，所述驱动丝杠与移动滑台采用滚珠丝杠的传动结构。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

实验人员通过微波信号接收器的设置，可远程操作微波信号发生器，使该刺破装置能够在特定时间启动，刺破垃圾填埋场防渗层，精确捕捉此时产生的应力波，从而确定垃圾填埋场防渗层损坏时的应力波，使得在实际应用中，对垃圾场渗透层渗漏监控更加准确，在渗透层损坏后能够及时发现修复，避免对环境污染。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的使用状态示意图；

图2是本实用新型的剖视结构示意图；

图3是本实用新型工作的原理示意图。

图4是本实用新型所述导向滑道部分的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的仅仅实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图3所示，一种垃圾填埋场防渗层破损应力波定位实验用刺破装置，在实验时，将该刺破装置固定在防渗层01上，之后依次覆盖粘土层02、卵石层03和垃圾层04，从而模拟垃圾填埋场的环境。该刺破装置用于将防渗层01刺破，从而模拟防渗层01损坏瞬间的应力波，以该值作为参考值应用于实际应用中，进行检测对比。

对于该刺破装置主要包括防护箱10、刺破针20、用于驱动刺破针20上下往复移动的驱动机构以及用于控制驱动机构启闭的控制机构。

防护箱10具有上顶板11、下底板12以及置于二者之间的中隔板13，所述下底板12上开设有探出孔121。防护箱10能够防止其内部进入杂质，以保证各个部件正常运行。上顶板11和下底板12均借助螺栓15与防护箱10主体可拆卸连接，便于对防护箱10内的各个部件进行维护。刺破针20置于防护箱10内并能够从探出孔121内向下探出，所述刺破针20的下端具有锋利部，能够刺破防渗层01。

驱动机构包括竖直设于防护箱10内中部的驱动丝杠31以及与驱动丝杠31螺纹配合的移动滑台32，为了使该装置能够获得较稳定输出力矩，最大限度减少干扰信号，所述驱动丝杠31与移动滑台32采用滚珠丝杠的传动结构。所述驱动丝杠31的下端借助旋转轴承33与下底板12可转动连接，所述驱动丝杠31的上端穿过中隔板13并借助联轴器36连接有一驱动电机34的输出端，其中驱动丝杠31与中隔板13之间同样借助旋转轴承33可转动连接，使得驱动丝杠31能够稳定的旋转。移动滑台32置于中隔板13与下底板12之间，并且其下端面与刺破针20的上端固定。通过移动滑台32在驱动丝杠31上上下移动，从而带动刺破针20上下移动。

控制机构包括控制器41、上位传感器42、下位传感器43、微波信号接收器44以及微波信号发生器45；所述上位传感器42和下位传感器43均固定于防护箱10的侧壁上，用于检测移动滑台32运动的上极限位和下极限位；所述控制器41和微波信号接收器44均固定于防护箱10上，为了提高微波信号接收器44接收信号的稳定性，微波信号接收器44固定于防护箱10外侧壁的上部，防止防护箱10屏蔽信号。所述控制器41的信号输入端连接有上位传感器42、下位传感器43和微波信号接收器44，所述控制器41的控制输出端连接有驱动电机34。其中该刺破装置还包括能够随防护箱10埋入土层、为驱动电机34和控制器41供电的移动电源50。

在刺破装置在实验操作时，件该装置埋设好，实验人员手持微波信号发生器45发出微波信号，微波信号接收器44接收到该信号后将信号反馈给控制器41，控制器41控制驱动电机34启动，驱动丝杠31旋转，移动滑台32带动刺破针20向下运动，直至刺破针20探出探出孔121将防渗层01刺破，下位传感器43检测到移动滑台32运动到下极限位后将该信号反馈给控制器41，控制器41控制驱动电机34反转，移动滑台32带动刺破针20向上运动，直至上位传感器42检测到移动滑台32运动到上极限位后将该信号反馈给控制器41，控制器41控制驱动电机34关闭，该刺破装置完成实验操作。

实验人员通过微波信号接收器的设置，可远程操作微波信号发生器45，使该刺破装置能够在特定时间启动，刺破垃圾填埋场防渗层01，精确捕捉此时产生的应力波，达到实验目的，从而确定垃圾填埋场防渗层损坏时的应力波，使得在实际应用中，以该值作为参考值应用于实际应用中，进行检测对比，对垃圾场渗透层渗漏监控更加准确，在渗透层损坏后能够及时发现修复，避免对环境污染。

为了增强该刺破装置在使用时的稳定性，在防护箱10的底部边缘均布有多个固定吸盘14。固定吸盘14能够吸附在防渗层01上，与现有技术中吸盘的结构、材质相同。

如图4所示，为了进一步提高驱动机构运行的稳定性，在防护箱10的内侧壁上竖直设有导向滑道35，所述移动滑台32上设有与导向滑道35凹凸配合的滑接部。并且导向滑道35包括两个，分别位于驱动丝杠31对称的两侧，使得受力更加平稳。

并且在下底板12上旋转轴承33的下端具有防止灰尘进入的遮挡部，防止灰尘进入旋转轴承33内影响其使用。

以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。