[發明專利]一種基于彈性波確定巖石參數的裝置

有效

• 申請號: 201710154755.0
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106814138B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 秦勝伍;姚添淇;呂江峰;龔文曦;趙曉嵐
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N29/22
• 分類號: G01N29/22;G01N29/12;G01N29/04;G01N15/08
• 代理公司: 安徽順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 童強

本發明涉及地質勘測技術領域，具體涉及一種基于彈性波確定巖石參數的裝置，包括錘體、傳感器、壓電換能器及AD轉換器；本發明提供了一種基于彈性波確定巖石參數的裝置，使用壓電錘頭激發彈性波，通過對收集到的彈性波進行處理分析，能夠探測野外巖體孔隙，物理參數以及判別巖石風化程度，大大降低了野外工作者的工作量，同時也提高了野外探測的精度，使工作效率大幅度提升，特別適用于野外工作巖石參數的判別和探測。

技術領域

本發明涉及地質勘測技術領域，具體涉及一種基于彈性波確定巖石參數的裝置。

背景技術

彈性波是在固體材料中傳播的物質粒子的微小振動傳播形成的波，也曾被稱為“機械波”、“應力波”、“地震波”等。由于變形微小，物體處于彈性狀態，因此被稱為彈性波；彈性波包括：沖擊彈性波、超聲波、聲波。

對巖體表面敲擊后，敲擊部位及其附近產生振動。同時，該振動又會以彈性波的形式向四周擴散，即形成沖擊彈性波。超聲波可以作為沖擊彈性波的一個特例。

錘擊產生沖擊彈性波屬于無損檢測技術，又稱非破壞檢查技術，就是在不破壞待測物質原來的狀態、化學性質等前提下，利用物質中因有缺陷或組織結構上的差異存在而會使其某些物理性質的物理量發生變化的現象，以不使被檢查物使用性能和形態受到損傷為前提，通過一定的檢測手段來測試、顯示和評估這些變化。

在野外環境中，地表巖體的強烈風化，以及各種地質作用，地質構造以及其他地質現象的存在，對野外調查人員提出了嚴格的精度要求。由于野外地質環境極其復雜多變，工作者有時不可能較高精度的判別巖石的各項參數。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于彈性波確定巖石參數的裝置，可以大大減少工作量，并且可以以較高的精度給出地質巖體的風化程度，物理參數以及孔隙分布情況，能夠在野外環境中智能的探測巖石的物理參數以及判別其風化程度。

(二)技術方案

一種基于彈性波確定巖石參數的裝置，包括錘體、傳感器、壓電換能器及AD轉換器；所述錘體包括錘柄、錘頭；所述錘柄為T型；所述錘頭分為物理錘頭和壓電錘頭，分別螺紋連接錘柄頂部兩端；所述傳感器包括加速度傳感器、聲波收集器；所述聲波收集器設置在錘柄連接物理錘頭端；所述加速度傳感器設置有支架，通過支架連接錘柄末端；所述壓電換能器設置在錘柄內部偏中部位置；所述壓電錘頭、聲波收集器和加速度傳感器分別與壓電換能器電路連接；所述壓電換能器與所述AD轉換器電路相連；所述錘柄上還設置有開關。

優選的，所述壓電換能器通過信號導入線分別電路連接壓電錘頭、聲波收集器及加速度傳感器；所述信號導入線連接開關。

優選的，所述錘柄上均勻設置有3個信號導出口，通過信號導出線分別電路相連壓電換能器，對應壓電錘頭、聲波收集器和加速度傳感器3組信號；所述AD轉換器上設置有3個信號插口，與錘柄的3個信號導出口對應連接。

優選的，所述支架分為上支架和下支架；所述上支架包括一級立柱及轉動折桿，轉動折桿對稱設置一級立柱兩側；所述一級立柱設置有螺紋通孔；所述轉動折桿成C形，端部設置有對稱螺栓；所述下支架包括二級立柱、一級折桿及二級折桿，一級折桿對稱設置在二級立柱兩側，二級折桿均勻設置在一級折桿上，整體成翅膀狀；所述二級立柱頂部設置有頂部螺栓；所述加速度傳感器設置在二級折桿端部；所述支架設置有四號信號線。

優選的，所述錘柄末端設置有對稱螺栓接口。

優選的，所述錘柄下部外壁設置有紋路或凹槽。

優選的，所述加速度傳感器依次排列在巖體表面。

優選的，所述物理錘頭為鋼制材料；所述壓電錘頭為壓電材料。

(三)有益效果