[發明專利]一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具及預應力監測方法

在審

• 申請號: 201711277002.5
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108149574A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 張柳煜;張筱雨;劉來君;楊懿杰;宋鋼兵;霍林生
• 申請（專利權）人: 長安大學;大連理工大學
• 主分類號: E01D19/14
• 分類號: E01D19/14;G01L1/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，其特征在于，包括錨板(1)、錐形夾片(2)以及監測系統，錐形夾片(2)沿軸向設有用于夾持鋼絞線組的軸向通孔，錐形夾片(2)通過錨板(1)套設在錐形夾片(2)外側縮小錐形夾片直徑夾緊鋼絞線組(3)，錐形夾片(2)外側設有環形凹槽，錐形夾片(2)的環形凹槽內設有壓電陶瓷片(4)，壓電陶瓷片(4)外側設有環氧樹脂層，環氧樹脂層外側設有金屬屏蔽殼，還包括貼設于鋼絞線組端部的端部壓電陶瓷片(5)，

監測系統包括精密阻抗分析儀和計算機處理系統，精密阻抗分析儀與端部壓電陶瓷片(5)和壓電陶瓷片(4)連接，精密阻抗分析儀用于激勵信號的發射與接收，并將接收信號傳送至計算機處理系統，計算機處理系統內設有存儲模塊，存儲模塊用于存儲基準值以及接收到的精密阻抗分析儀數據，計算機處理系統用于接收精密阻抗分析儀發送的激勵信號值并與存儲模塊內的基準值對比并顯示。

2.根據權利要求1所述的一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，其特征在于，環氧樹脂層厚度為0.08-0.1mm。

3.根據權利要求1所述的一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，其特征在于，錐形夾片管壁沿軸向設有開口槽，或者錐形夾片由半錐形夾片和右半錐形夾片拼合而成。

4.根據權利要求1所述的一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，其特征在于，錐形夾片的軸向通孔內壁沿軸向均布有多個齒形槽。

5.根據權利要求1所述的一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，其特征在于，錐形夾片的通孔內鋼絞線組由多條鋼絞線螺旋繞制而成。

6.根據權利要求1所述的一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，其特征在于，精密阻抗分析儀發射信號為100Hz-1MHz的掃頻信號，發射方式為連續發射和間斷發射。

7.根據權利要求1所述的一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，其特征在于，計算機處理系統連接有檢測報警系統，檢測報警系統為聲光報警。

8.一種基于權利要求1所述的智能夾片式錨具的預應力監測方法，其特征在于，包括以下步驟：分別將端部壓電陶瓷片和壓電陶瓷片置于待檢測鋼絞線組端部和錐形夾片的環形凹槽內，并將端部壓電陶瓷片和壓電陶瓷片與精密阻抗分析儀的兩個端口連接，通過精密阻抗分析儀產生的信號對壓電陶瓷片進行激勵，激勵信號經端部壓片陶瓷片反射后由精密阻抗分析儀接收，并將接收信號傳送至計算機處理系統，與計算機存儲模塊預設基準值對比，如果接收信號小于計算機存儲模塊預設基準值，說明鋼絞線與錨固件松動，如果接收信號等于計算機存儲模塊預設基準值，說明鋼絞線與錨固件接觸良好。

9.根據權利要求8所述的智能夾片式錨具的預應力監測方法，其特征在于，將錐形夾片套設在待檢測鋼絞線組，然后通過夾具將錐形夾片與錐形夾片緊固，將端部壓電陶瓷片作為信號激勵端貼設在待檢測鋼絞線組端部；將壓電陶瓷片作為信號接收端貼設在錐形夾片的環形凹槽內，然后將環形壓電陶片外側依次設置環氧樹脂層和屏蔽殼。

10.根據權利要求8所述的智能夾片式錨具的預應力監測方法，其特征在于，通過精密阻抗分析儀產生能量信號測量端部壓電陶瓷片與壓電陶瓷片連接的鋼絞線組之間的機械阻抗值，基于壓電陶瓷傳感器測得的阻抗信號的能量指標和預應力鋼絞線初張拉時所測得的信號能量指標，將計算得到的損失指數進行比對，若損失值在20％以上則激活報警系統進行報警并將數據存入計算機存儲系統，若損失值低于20％則將直接將數據存入電腦的存儲系統進行備份。