锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置的制造方法

文档序号:9163009阅读:514来源:国知局
锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锚杆锚固质量检测技术领域,尤其是涉及一种锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置。
【背景技术】
[0002]在岩土工程的隧道施工过程中,由于施工材料、以及岩土环境等诸多因素,导致锚固质量得不到完全保障。例如,砂浆存在裂隙、孔洞、蜂窝、密实度不够以及胶体与胶结体、围岩的粘结性差。缺陷直接影响到施工人员的生命安全,因此,锚固质量的检测至关重要,传统的锚固质量检测方法有三种,扭矩扳手法、拉拔法和钻孔取芯法,但是三种传统方法均具有破坏性且具有局限性。目前,在对锚固质量检测均采用无损检测技术,超声检测所占的比重最高。利用超声检测开发探伤设备检测锚固质量,是非常具有经济与社会价值。例如,申请号为200920000790.8的中国发明专利公开了一种锚杆锚固质量检测仪,就是为了解决现场锚杆质量的检测问题,但是该发明专利公开的技术方案还存在如下不足:(I)该锚杆锚固质量检测仪不能对整个隧道支护的锚杆进行大片组网采集数据,不能够为数据的实时动态分析提供可靠的数据;(2)锚杆阵列锚固质量数据的同步采集。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置,其结构简单,实现方便,使用操作便捷,能够对锚杆阵列锚固质量进行协同化监测,能够为数据的实时动态分析提供可靠的数据,适应性强,应用范围广,使用效果好,便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置,其特征在于:包括多个超声波发生器和多个分别对多个超声波发生器产生的超声波信号进行检测的超声波传感器,以及用于对超声波传感器检测到的超声波信号进行同步采集的数据同步采集电路,多个超声波发生器分别安装在锚杆阵列中多根锚杆插入围岩中的一端端部,多个超声波传感器分别安装在锚杆阵列中多根锚杆外露在围岩外部的一端端部;所述数据同步采集电路包括分别用于对多个超声波传感器输出的信号进行滤波与放大处理的多个信号预处理电路和与多个信号预处理电路分别对应相接的多个采样保持电路,以及与多个采样保持电路均相接的多路模拟开关和与多路模拟开关相接的多路选通器,多个采样保持电路均与多路选通器相接,所述多路模拟开关的输出端接有用于采集多路模拟开关输出的信号并传输给计算机的数据采集卡,所述数据采集卡与计算机连接,多个超声波传感器的输出端分别对应与多个信号预处理电路的输入端相接。
[0005]上述的锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置,其特征在于:所述多路模拟开关为多路模拟开关⑶4051。
[0006]上述的锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置,其特征在于:所述多路选通器主要由单片机80C51构成,所述多路模拟开关⑶4051的第9引脚与单片机80C51的P0.3引脚相接,且通过电阻Rl与+5V电源的输出端相接;所述多路模拟开关CD4051的第10引脚与单片机80C51的P0.2引脚相接,且通过电阻R2与+5V电源的输出端相接;所述多路模拟开关⑶4051的第11引脚与单片机80C51的P0.1引脚相接,且通过电阻R3与+5V电源的输出?而相接。
[0007]上述的锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置,其特征在于:所述采样保持电路的数量为八个,每个所述采样保持电路均由采样保持芯片LF198、滑动变阻器RW1、滑动变阻器RW2和反相器LN组成,所述采样保持芯片LF198的第3引脚为采样保持电路的输入端Vin,所述采样保持芯片LF198的第I引脚和滑动变阻器RWl的一个固定端均与+15V电源的输出端相接,所述采样保持芯片LF198的第2引脚与滑动变阻器RWl的滑动端相接,所述滑动变阻器RWl的另一个固定端通过电阻R4接地;所述采样保持芯片LF198的第7引脚接地,所述采样保持芯片LF198的第6引脚通过电容Cl接地,且通过电容C2与滑动变阻器RW2的滑动端相接,所述采样保持芯片LF198的第8引脚、滑动变阻器RW2的一个固定端和反相器LN的输入端均与单片机80C51的P0.0引脚相接,所述滑动变阻器RW2的另一个固定端与反相器LN的输出端相接,所述采样保持芯片LF198的第5引脚为采样保持电路的输出端;八个采样保持电路的输出端分别对应与多路模拟开关CD4051的第I引脚、第2引脚、第4引脚、第5引脚、第12引脚、第13引脚、第14引脚和第15引脚相接,所述多路模拟开关CD4051的第3引脚为多路模拟开关CD4051的输出端Vout且与数据采集卡的模拟信号输入纟而相接。
[0008]上述的锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置,其特征在于:所述超声波发生器和超声波传感器均为型号为US200-18A的收发一体式超声波传感器。
[0009]上述的锚杆阵列锚固质量数据同步采集装置,其特征在于:所述数据采集卡的型号为USB2833,所述数据采集卡通过USB数据线与计算机的USB接口连接。
[0010]下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、本实用新型结构简单,设计新颖合理,实现方便。
[0013]2、本实用新型的采样保持电路能够对输入的信号瞬时值进行采样并保持,保证数据采集卡对数据进行同步采集;采用多路模拟开关,拓展了数据采集卡的数据采集通道;进而能够对锚杆阵列锚固质量进行协同化监测,弥补了现有技术不能对整个隧道支护的锚杆同步进行质量检测的不足,能够为数据的实时动态分析提供可靠的数据。
[0014]3、本实用新型的适应性强、通用性好,使用操作便捷。
[0015]4、本实用新型能够应用于采矿工程、岩土工程、隧道建设等领域,应用范围广,使用效果好,便于推广使用。
[0016]综上所述,本实用新型结构简单,实现方便,使用操作便捷,能够对锚杆阵列锚固质量进行协同化监测,能够为数据的实时动态分析提供可靠的数据,适应性强,应用范围广,使用效果好,便于推广使用。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0018]图2为本实用新型超声波发生器和超声波传感器在锚杆上的安装位置示意图。
[0019]图3为本实用新型多个采样保持电路、多路模拟开关和多路选通器的电路连接关系示意图。
[0020]附图标记说明:
[0021]I—超声波发生器;2—超声波传感器;3—锚杆;
[0022]4—围岩;5—信号预处理电路;6—采样保持电路;
[0023]7—多路模拟开关;8—多路选通器;9一数据采集卡;
[0024]10—计算机。
【具体实施方式】
[0025]如图1和图2所示,本实用新型多个超声波发生器I和多个分别对多个超声波发生器I产生的超声波信号进行检测的超声波传感器2,以及用于对超声波传感器2检测到的超声波信号进行同步采集的数据同步采集电路,多个超声波发生器I分别安装在锚杆阵列中多根销杆3插入围岩4中的一端端部,多个超声波传感器2分别安装在销杆阵列中多根锚杆3外露在围岩4外部的一端端部;所述数据同步采集电路包括分别用于对多个超声波传感器2输出的信号进行滤波与放大处理的多个信号预处理电路5和与多个信号预处理电路5分别对应相接的多个采样保持电路6,以及与多个采样保持电路6均相接的多路模拟开关7和与多路模拟开关7相接的多路选通器8,多个采样保持电路6均与多路选通器8相接,所述多路模拟开关7的输出端接有用于采集多路模拟开关7输出的信号并传输给计算机10的数据采集卡9,所述数据采集卡9与计算机10连接,多个超声波传感器2的输出端分别对应与多个信号预处理电路5的输入端相接。
[0026]如图3所示,本实施例中,所述多路模拟开关7为多路模拟开关CD4051。
[0027]如图3所示,本实施例中,所述多路选通器8主要由单片机80C51构成,所述多路模拟开关⑶4051的第9引脚与单片机80C51的P0.3引脚相接,且通过电
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