一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法
【專利摘要】一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法，屬于礦山生產(chǎn)過程檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于是一種能檢測巖體、煤壁、基坑巖土、大壩壩體在各種工況下應(yīng)力變化而且與其原始應(yīng)力變化一致，能實(shí)時響應(yīng)應(yīng)力變化，抗壓縮性能好的液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法，本發(fā)明的傳感器可以與鉆孔完整結(jié)合，保證應(yīng)力的一致性實(shí)時無失真的傳遞待測的巖體或礦物體應(yīng)力的變化，是一種使用簡單，能長期穩(wěn)定的免維護(hù)實(shí)現(xiàn)鉆孔應(yīng)力的實(shí)時檢測工作的傳感器，制作成本低廉，廣泛適用于礦山、水利、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種地下工程應(yīng)力的測量。
【專利說明】一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法，屬于礦山生產(chǎn)過程檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種能檢測巖體、煤壁、基坑巖土、大壩壩體在各種工況下應(yīng)力變化而且與其原始應(yīng)力變化一致，能實(shí)時響應(yīng)應(yīng)力變化，抗壓縮性能好的液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法，本發(fā)明的傳感器廣泛適用于礦山、水利、農(nóng)業(yè)、交通、建筑等系統(tǒng)和行業(yè)的各種工況下應(yīng)力測量。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦、金屬和其它非金屬礦山生產(chǎn)開采深度越來越深，這樣開采過程中應(yīng)力也就越來越大，應(yīng)力的檢測越來越重要，同樣在建筑、水利、交通等領(lǐng)域所建的地下工程中這一問題也越來越突出，但是由于在惡劣環(huán)境的生產(chǎn)過程中的各種復(fù)雜原因，需要能真實(shí)的反映應(yīng)力變化、響應(yīng)一致性好、而且要具備與所埋設(shè)的物體性能基本一致的壓縮性能，但是現(xiàn)有的實(shí)時檢測傳感器很難保證這種需要，正如空芯包體套孔應(yīng)力解除法地應(yīng)力檢測中存在的問題是操作復(fù)雜、精度低、易堵易失效，僅能在特殊環(huán)境下使用，迫切需要一種適應(yīng)性強(qiáng)、制作成本低、能在上述惡劣環(huán)境下全天候免維護(hù)長期穩(wěn)定工作的應(yīng)力傳感器，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的實(shí)時檢測工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法的目的在于:為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中急需解決的問題，從而公開一種能檢測巖體、煤壁、基坑巖土、大壩壩體在各種工況下應(yīng)力變化而且與其原始應(yīng)力變化一致，能實(shí)時響應(yīng)應(yīng)力變化，抗壓縮性能好的液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法，本發(fā)明的傳感器廣泛適用于礦山、水利、農(nóng)業(yè)、交通、建筑等系統(tǒng)和行業(yè)的各種工況下應(yīng)力測量。
[0004]本發(fā)明一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器，其特征在于是一種能檢測巖體、煤壁、基坑巖土、大壩壩體在各種工況下應(yīng)力變化而且與其原始應(yīng)力變化一致，能實(shí)時響應(yīng)應(yīng)力變化，抗壓縮性能好的液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器，該傳感器由中空耐高壓薄的柔性彈性體1、不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2、液壓油
3、塑料座4、液壓油傳輸壓力鋼管5、密封器6、壓力輸入排氣顯不連接器7、排氣堵頭8、壓力顯示器件9、液壓油進(jìn)油逆止閥10、壓力油輸入裝置11和粘結(jié)劑14組成；中空耐高壓薄的柔性彈性體1的中空部分內(nèi)裝有不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2，液壓油3借助于這些圓球所形成的孔隙方便的流向任意方向，中空耐高壓薄的柔性彈性體1通過密封器6與液壓油傳輸壓力鋼管5連接在一起保證液壓油3能傳輸?shù)街锌詹糠植恍孤?，液壓油傳輸壓力鋼?以螺紋結(jié)構(gòu)形式與壓力輸入排氣顯示連接器7再實(shí)現(xiàn)連接，壓力輸入排氣顯示連接器7分別與排氣堵頭8、壓力顯示器件9、液壓油和進(jìn)油逆止閥10連接，液壓油進(jìn)油逆止閥10與壓力油輸入裝置11相連接；塑料座4與鉆孔直徑一致將中空耐高壓薄的柔性彈性體1中裝滿不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2形成的感應(yīng)體部分裝入塑料座4中，以方便感應(yīng)體的安裝并在預(yù)緊力的作用下保證感應(yīng)體與被檢測巖體13上的傳感器安裝鉆孔12緊密結(jié)合融為一體實(shí)時反映應(yīng)力的變化，粘結(jié)劑14填充于傳感器安裝鉆孔12頭部和尾部實(shí)現(xiàn)中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器兩端的密封、以保證兩端應(yīng)力的傳遞其材料性能與柔彈性感應(yīng)體一致，上述組成的傳感器即可用于鉆孔12應(yīng)力的測試。
[0005]上述一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器的檢測方法，其特征在于按照下列步驟進(jìn)行:
1)將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為10-160毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；2)針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:非金屬礦物的比值為30:70~10:90，巖層和普通金屬礦物的比值為30:70^60:40，特殊礦物的比值為60:40~90:10，實(shí)現(xiàn)與所作用的巖體密度組成一致，使得巖體應(yīng)力變化和作用于感應(yīng)體的應(yīng)力變化實(shí)現(xiàn)一致，這樣就消除了應(yīng)力傳遞失真造成誤差的問題，由于不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的過油性能特點(diǎn)決定了這一比值可大范圍調(diào)整，其比值調(diào)整范圍為10:9(T90:10:也就是說中空柔彈性感應(yīng)體可以適應(yīng)各種不同巖體、巖土和礦物的鉆孔應(yīng)力檢測；
3)預(yù)裝和鉆孔12外形一致的塑料座4，并在塑料座4頭部涂抹粘結(jié)劑14中空柔彈性感應(yīng)體其柔彈性特性決定了感應(yīng)體部分必須預(yù)裝和鉆孔外形一致的塑料座4才能保證中空柔彈性感應(yīng)體正確安裝；
4)按上述1)、2)和3)步驟安裝完成后，將液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器安裝于被檢測巖體13上的鉆孔12中，給鉆孔中連接密封器6與液壓油傳輸壓力鋼管5的空隙處注入粘結(jié)性材料粘結(jié)劑14，使用壓力油輸入裝置11準(zhǔn)備往中空柔彈性感應(yīng)體中注油，首先打開壓力輸入排氣顯示連接器7上的排氣堵頭8，將液壓油持續(xù)輸入，待里面的氣體排完，然后封閉排氣堵頭8，液壓油繼續(xù)輸入，壓力顯示器件9指示壓力不斷增大，直到預(yù)應(yīng)力與巖體此時刻產(chǎn)生的應(yīng)力相一致時停止輸送壓力油，這樣就實(shí)現(xiàn)了中空柔彈性感應(yīng)體與所檢測巖體的緊密結(jié)合并融為一體，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力變化的同步和一致，由于中空柔彈性感應(yīng)體中液固流態(tài)化特征使得作用于其上的應(yīng)力通過壓力輸入排氣顯示連接器7上的壓力顯示裝置上的感應(yīng)膜片實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的直接檢測；
5)當(dāng)外部應(yīng)力條件發(fā)生變化時，作用于中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器上的應(yīng)力可實(shí)時通過壓力輸入排氣顯示連接器7上的壓力顯示裝置上的感應(yīng)膜片連續(xù)進(jìn)行檢測，直到導(dǎo)致應(yīng)力變化條件不存在時，應(yīng)力檢測工作完成。
[0006]本發(fā)明一種液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器及檢測方法，其優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明的傳感器可以與鉆孔完整結(jié)合，保證應(yīng)力的一致性實(shí)時無失真的傳遞待測的巖體或礦物體應(yīng)力的變化；是一種使用簡單，能長期穩(wěn)定的免維護(hù)實(shí)現(xiàn)鉆孔應(yīng)力的實(shí)時檢測工作的傳感器；是一種制作成本低廉的高性能傳感器；本發(fā)明的傳感器廣泛適用于礦山、水利、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種地下工程應(yīng)力的測量。
[0007]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1:一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器原理圖，圖中標(biāo)號分別為:中空耐高壓薄的柔性彈性體1、不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2、液壓油3、塑料座4、液壓油傳輸壓力鋼管5、密封器6、壓力輸入排氣顯示連接器7、排氣堵頭8、壓力顯示器件9、液壓油進(jìn)油逆止閥10、壓力油輸入裝置11、傳感器安裝鉆孔12、巖體13、粘結(jié)劑14
【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施方式1:該傳感器由中空耐高壓薄的柔性彈性體1、不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2、液壓油3、塑料座4、液壓油傳輸壓力鋼管5、密封器6、壓力輸入排氣顯示連接器7、排氣堵頭8、壓力顯示器件9、液壓油進(jìn)油逆止閥10和壓力油輸入裝置11組成；中空耐高壓薄的柔性彈性體1的中空部分內(nèi)裝有不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2，液壓油3借助于這些圓球所形成的孔隙方便的流向任意方向，中空耐高壓薄的柔性彈性體1通過密封器6與液壓油傳輸壓力鋼管5連接在一起保證液壓油3能傳輸?shù)街锌詹糠植恍孤?，液壓油傳輸壓力鋼?以螺紋結(jié)構(gòu)形式與壓力輸入排氣顯示連接器7再實(shí)現(xiàn)連接，壓力輸入排氣顯示連接器7分別與排氣堵頭8、壓力顯示器件9、液壓油和進(jìn)油逆止閥10連接，液壓油進(jìn)油逆止閥10與壓力油輸入裝置11相連接；塑料座4與鉆孔直徑一致將中空耐高壓薄的柔性彈性體1中裝滿不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2形成的感應(yīng)體部分裝入塑料座4中，以方便感應(yīng)體的安裝并在預(yù)緊力的作用下保證感應(yīng)體與被檢測巖體13上的傳感器安裝鉆孔12緊密結(jié)合融為一體實(shí)時反映應(yīng)力的變化，粘結(jié)劑14填充于傳感器安裝鉆孔12頭部和尾部以中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器兩端的密封其性能與柔彈性感應(yīng)體一致，保證上述組成的傳感器即可用于鉆孔應(yīng)力的測試。按照下列步驟進(jìn)行:
1)將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為160毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；
2)針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:非金屬礦物的比值為10:90，實(shí)現(xiàn)與所作用的巖體密度組成一致，使得巖體應(yīng)力變化和作用于感應(yīng)體的應(yīng)力變化實(shí)現(xiàn)一致，這樣就消除了應(yīng)力傳遞失真造成誤差的問題，由于不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的過油性能特點(diǎn)決定了這一比值可大范圍調(diào)整，其比值調(diào)整范圍為10:90到90:10:也就是說中空柔彈性感應(yīng)體可以適應(yīng)各種不同巖體、巖土和礦物的鉆孔應(yīng)力檢測；
3)預(yù)裝和鉆孔12外形一致的塑料座4，并在塑料座4頭部涂抹粘結(jié)劑14中空柔彈性感應(yīng)體其柔彈性特性決定了感應(yīng)體部分必須預(yù)裝和鉆孔外形一致的塑料座4才能保證中空柔彈性感應(yīng)體正確安裝；
4)按上述1)、2)和3)步驟安裝完成后，將液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器安裝于被檢測巖體13上的鉆孔12中，給鉆孔中連接密封器6與液壓油傳輸壓力鋼管5的空隙處注入粘結(jié)性材料粘結(jié)劑14，使用壓力油輸入裝置11準(zhǔn)備往中空柔彈性感應(yīng)體中注油，首先打開壓力輸入排氣顯示連接器7上的排氣堵頭8，將液壓油持續(xù)輸入，待里面的氣體排完，然后封閉排氣堵頭8，液壓油繼續(xù)輸入，壓力顯示器件9指示壓力不斷增大，直到預(yù)應(yīng)力與巖體此時刻產(chǎn)生的應(yīng)力相一致時停止輸送壓力油，給鉆孔中連接密封器6與液壓油傳輸壓力鋼管5的空隙處注入粘結(jié)性材料，這樣就實(shí)現(xiàn)了中空柔彈性感應(yīng)體與所檢測巖體的緊密結(jié)合并融為一體，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力變化的同步和一致，由于中空柔彈性感應(yīng)體中液固流態(tài)化特征使得作用于其上的應(yīng)力通過壓力輸入排氣顯示連接器7上的壓力顯示裝置上的感應(yīng)膜片實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的直接檢測；
5)當(dāng)外部應(yīng)力條件發(fā)生變化時，作用于中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器上的應(yīng)力可實(shí)時通過壓力輸入排氣顯示連接器7上的壓力顯示裝置上的感應(yīng)膜片連續(xù)進(jìn)行檢測，直到導(dǎo)致應(yīng)力變化條件不存在時，應(yīng)力檢測工作完成。
[0008]進(jìn)一步來講，根據(jù)所測鉆孔深度可以將一種液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器的感應(yīng)體部分安裝于鉆孔的任意位置，但是為保證應(yīng)力檢測一致和準(zhǔn)確，應(yīng)將鉆孔感應(yīng)體部前空余空間用粘結(jié)材料14填充，通過調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值，通過調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值可實(shí)現(xiàn)與所作用的巖體密度組成一致使得巖體應(yīng)力變化和作用于感應(yīng)體的應(yīng)力變化實(shí)現(xiàn)一致，這樣就消除了應(yīng)力傳遞失真造成誤差的問題，由于不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球的過油性能特點(diǎn)決定了這一比值可大范圍調(diào)整，也就是說中空柔彈性感應(yīng)體可以適應(yīng)各種不同巖體、巖土、礦物的鉆孔應(yīng)力檢測；中空柔彈性感應(yīng)體其柔彈性特性決定了感應(yīng)體部分必須預(yù)裝和鉆孔外形一致的塑料座4才能保證中空柔彈性感應(yīng)體正確安裝，按上述安裝完成后，使用壓力油輸入裝置11準(zhǔn)備往中空柔彈性感應(yīng)體中注油，首先打開壓力輸入排氣顯示連接器7上的排氣堵頭8，將液壓油持續(xù)輸入，待里面的氣體排完，然后封閉排氣堵頭8，液壓油繼續(xù)輸入，壓力顯示器件9指示壓力方式一(指針表、數(shù)字表、智能傳感器儀表)不斷增大，直到預(yù)應(yīng)力與巖體此時刻產(chǎn)生的應(yīng)力相一致時停止輸送壓力油，給鉆孔中連接密封器6與液壓油傳輸壓力鋼管5的空隙處注入粘結(jié)性材料，應(yīng)力檢測就能進(jìn)行。
[0009]實(shí)施方式2:
將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為10毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:巖層和普通金屬礦物的比值為30:70,其比值調(diào)整范圍為30:70到10:90，其它同實(shí)施方式1。
[0010]實(shí)施方式3:將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為80毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:特殊礦物的比值為60:40，實(shí)現(xiàn)與所作用的巖體密度組成一致，其比值調(diào)整范圍為60:40到90:10，其它同實(shí)施方式1。
[0011]實(shí)施方式4:將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為60毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:非金屬礦物的比值為30:70實(shí)現(xiàn)與所作用的巖體密度組成一致，其比值調(diào)整范圍為30:70到40:60，其它同實(shí)施方式1。
[0012]實(shí)施方式5:將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為90毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:巖層和普通金屬礦物的比值為60:40,其比值調(diào)整范圍為30:70到60:40，其它同實(shí)施方式1。
[0013]實(shí)施方式6:將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為30毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:特殊礦物的比值為60:40，其比值調(diào)整范圍為60:40到70:30，其它同實(shí)施方式1。
[0014]實(shí)施方式7:將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為50毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:巖層和普通金屬礦物的比值為60:40,其比值調(diào)整范圍為60:40到40:60，其它同實(shí)施方式1。
[0015]實(shí)施方式8:將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔12中，其鉆孔12直徑范圍為40毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2完全充滿于鉆孔12中；針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球2的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:特殊礦物的比值為60:40，其比值調(diào)整范圍為60:40到80:20，其它同實(shí)施方式1。
【權(quán)利要求】
1.種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器，其特征在于是一種能檢測巖體、煤壁、基坑巖土、大壩壩體在各種工況下應(yīng)力變化而且與其原始應(yīng)力變化一致，能實(shí)時響應(yīng)應(yīng)力變化，而且抗壓縮性能好的液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器，該傳感器由中空耐高壓薄的柔性彈性體(1)、不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球(2)、液壓油(3)、塑料座(4)、液壓油傳輸壓力鋼管(5)、密封器(6)、壓力輸入排氣顯示連接器(7)、排氣堵頭(8)、壓力顯示器件(9)、液壓油進(jìn)油逆止閥(10)和壓力油輸入裝置(11)組成；中空耐高壓薄的柔性彈性體(1)的中空部分內(nèi)裝有不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球(2)，液壓油(3)借助于這些圓球所形成的孔隙方便的流向任意方向，中空耐高壓薄的柔性彈性體(1)通過密封器(6)與液壓油傳輸壓力鋼管(5)連接在一起保證液壓油(3)能傳輸?shù)街锌詹糠植恍孤?，液壓油傳輸壓力鋼?5)以螺紋結(jié)構(gòu)形式與壓力輸入排氣顯示連接器(7)再實(shí)現(xiàn)連接，壓力輸入排氣顯示連接器(7)分別與排氣堵頭(8)、壓力顯示器件(9)、液壓油和進(jìn)油逆止閥(10)連接，液壓油進(jìn)油逆止閥(10)與壓力油輸入裝置(11)相連接；塑料座(4)與鉆孔直徑一致將中空耐高壓薄的柔性彈性體(1)中裝滿不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球(2)形成的感應(yīng)體部分裝入塑料座(4)中，以方便感應(yīng)體的安裝并在預(yù)緊力的作用下保證感應(yīng)體與被檢測巖體(13)上的傳感器安裝鉆孔(12)緊密結(jié)合融為一體實(shí)時反映應(yīng)力的變化，粘結(jié)劑(14)填充于傳感器安裝鉆孔(12)頭部和尾部以中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器兩端的密封其性能與柔彈性感應(yīng)體一致，保證上述組成的傳感器即可用于鉆孔應(yīng)力的測試。
2.權(quán)利要求1所述一種中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器的檢測方法，其特征在于按照下列步驟進(jìn)行:1)將上述傳感器安裝于尺寸與其相對應(yīng)的鉆孔(12)中，其鉆孔(12)直徑范圍為10-160毫米，將不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球(2)完全充滿于鉆孔12中； 2)針對不同檢測對象調(diào)整不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球(2)的數(shù)量，高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球(2)的數(shù)量與達(dá)到預(yù)應(yīng)力時液壓油的比值為:非金屬礦物的比值為30:7(TlO:90，巖層和普通金屬礦物的比值為30:70^60:40，特殊礦物的比值為60:40-90:10，實(shí)現(xiàn)與所作用的巖體密度組成一致，使得巖體應(yīng)力變化和作用于感應(yīng)體的應(yīng)力變化實(shí)現(xiàn)一致，這樣就消除了應(yīng)力傳遞失真造成誤差的問題，由于不同尺度的高強(qiáng)度多孔固態(tài)不可壓縮圓球(2)的過油性能特點(diǎn)決定了這一比值可大范圍調(diào)整，其比值調(diào)整范圍為10:9(T90:10:也就是說中空柔彈性感應(yīng)體可以適應(yīng)各種不同巖體、巖土和礦物的鉆孔應(yīng)力檢測；3)預(yù)裝和鉆孔12外形一致的塑料座4，并在塑料座4頭部涂抹粘結(jié)劑14中空柔彈性感應(yīng)體其柔彈性特性決定了感應(yīng)體部分必須預(yù)裝和鉆孔外形一致的塑料座4才能保證中空柔彈性感應(yīng)體正確安裝；4)按上述1)、2)和3)步驟安裝完成后，將液壓式基于預(yù)緊力的中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器安裝于被檢測巖體13上的鉆孔12中，給鉆孔中連接密封器6與液壓油傳輸壓力鋼管5的空隙處注入粘結(jié)性材料粘結(jié)劑14，使用壓力油輸入裝置11準(zhǔn)備往中空柔彈性感應(yīng)體中注油，首先打開壓力輸入排氣顯示連接器7上的排氣堵頭8，將液壓油持續(xù)輸入，待里面的氣體排完，然后封閉排氣堵頭8，液壓油繼續(xù)輸入，壓力顯示器件9指示壓力不斷增大，直到預(yù)應(yīng)力與巖體此時刻產(chǎn)生的應(yīng)力相一致時停止輸送壓力油，這樣就實(shí)現(xiàn)了中空柔彈性感應(yīng)體與所檢測巖體的緊密結(jié)合并融為一體，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力變化的同步和一致，由于中空柔彈性感應(yīng)體中液固流態(tài)化特征使得作用于其上的應(yīng)力通過壓力輸入排氣顯示連接器7上的壓力顯示裝置上的感應(yīng)膜片實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的直接檢測；5)當(dāng)外部應(yīng)力條件發(fā)生變化時，作用于中空柔彈性感應(yīng)體鉆孔應(yīng)力傳感器上的應(yīng)力可實(shí)時通過壓力輸入排氣顯示連接器(7)上的壓力顯示裝置上的感應(yīng)膜片連續(xù)進(jìn)行檢測，直到導(dǎo)致應(yīng)力變化條件不存在時，應(yīng)力檢測工作完成。
【文檔編號】G01L1/02GK103674347SQ201310659507
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】梁衛(wèi)國, 郭建珠 申請人:太原理工大學(xué)