用于巖石損傷測(cè)試的組裝式聲發(fā)射測(cè)試傳感器定位裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖石、混凝土等材料試件力學(xué)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及在巖石、混凝土等材料試件損傷測(cè)試中使用的聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在巖石力學(xué)試驗(yàn)中，對(duì)巖石損傷過(guò)程中的聲發(fā)射特征進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所使用的聲發(fā)射測(cè)試傳感器尚無(wú)專門的固定裝置，目前試驗(yàn)測(cè)試普遍采用膠帶纏繞或橡皮筋綁扎兩種固定方式。聲發(fā)射測(cè)試傳感器直徑通常在5mm-15mm之間，測(cè)試試驗(yàn)中，為了使聲發(fā)射測(cè)試傳感器與被測(cè)試件更好地耦合，通常需使用黃油或凡士林等作為耦合劑，涂抹于聲發(fā)射測(cè)試傳感器端平面與被測(cè)試件之間。但這些措施不能保障聲發(fā)射測(cè)試傳感器端平面與被測(cè)試件耦合面的平行度及與被測(cè)試件的良好耦合，尤其是形狀不規(guī)則的試件，更是難于固定。再貝1J，黃油或凡士林等耦合劑易導(dǎo)致膠帶粘接性降低或失效，且在測(cè)試試件徑向膨脹變形中，膠帶易對(duì)聲發(fā)射測(cè)試傳感器形成較大約束，使其受力增大，甚至使其造成一定損壞；橡皮筋綁扎雖然在試樣徑向膨脹變形中受拉伸長(zhǎng)，可發(fā)生一定變形，但該固定方式極易導(dǎo)致聲發(fā)射測(cè)試傳感器翻滾，難以保障聲發(fā)射測(cè)試傳感器與被測(cè)試件的良好接觸。此外，上述兩種固定方式均需在試驗(yàn)預(yù)加荷載前進(jìn)行，且在試驗(yàn)過(guò)程中不能進(jìn)行調(diào)整，并極難使聲發(fā)射測(cè)試傳感器精確對(duì)位。上述兩種固定方式還存在以下問(wèn)題:(I)難以保障同一批次被測(cè)試件測(cè)試中聲發(fā)射測(cè)試傳感器受力的一致性，而且極易在測(cè)試中形成較多偽信號(hào)，給測(cè)試結(jié)果的分析、判斷造成了極大困難。(2)對(duì)其他變形測(cè)試傳感器的安裝極為不便。
[0003]為了克服上述問(wèn)題，發(fā)明人先后研宄開發(fā)出了聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置(ZL200910059594.2)和萬(wàn)向式聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置(ZL200910059593.8)，兩個(gè)固定裝置的基本結(jié)構(gòu)均為:用于安裝聲發(fā)射測(cè)試傳感器的兩個(gè)基座分別安裝在與聯(lián)接桿兩端固定聯(lián)接的懸臂桿的自由端，安裝在懸臂桿自由端的兩個(gè)聲發(fā)射測(cè)試傳感器的端面相互平行。在這兩種聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置的使用中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)它們并不能很好地解決發(fā)明設(shè)想所要解決的問(wèn)題。其原因在于，試件在試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中，從加載開始直至破壞的整個(gè)測(cè)試過(guò)程，試件變形一直在發(fā)生變化，安裝傳感器的兩個(gè)臂桿自由端的聲發(fā)射測(cè)試傳感器，由于聯(lián)接桿兩端固定聯(lián)接懸臂桿的聯(lián)接長(zhǎng)度在試件整個(gè)試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中是固定不變的，因而會(huì)導(dǎo)致傳感器的端面會(huì)由初始的平行狀態(tài)，變化為不平行的“八子”狀態(tài)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致傳感器端平面中心與試件中心耦合的有效性降低，影響測(cè)試準(zhǔn)確性。對(duì)于圓柱形樣品試件來(lái)說(shuō)，難以保證傳感器安放位置正好使傳感器的端面中心通過(guò)試件直徑，即傳感器端平面與圓柱形試件柱面相切的接觸部位很難保證是傳感器端平面的正中心，而傳感器的端面正中心則是信號(hào)監(jiān)測(cè)有效部位，由于傳感器端平面正中心未能與被測(cè)試件有效接觸，導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)不準(zhǔn)，甚至導(dǎo)致無(wú)法測(cè)得信號(hào)。盡管ZL200910059593.8公開的萬(wàn)向式聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置，可以對(duì)傳感器聲發(fā)射平面的方向進(jìn)行調(diào)整，但實(shí)際操作中試驗(yàn)人員仍難以保證調(diào)整后傳感器端平面的中心與試件表面有效接觸，更無(wú)法保證調(diào)整后兩個(gè)對(duì)稱傳感器端平面中心的連線通過(guò)試件直徑或截面中心，并會(huì)導(dǎo)致與控制軟件中的設(shè)置位置不一致，因而仍未能完全確保測(cè)試成功和結(jié)果的可靠性。由于傳感器安放位置在控制軟件中設(shè)置有準(zhǔn)確位置，對(duì)于圓柱形試件正好通過(guò)試件直徑，方形試件正好通過(guò)截面中心，但已有的這兩種固定裝置都難以確保安裝時(shí)與控制程序中的設(shè)置一致，因而導(dǎo)致測(cè)得的結(jié)果不準(zhǔn)，與實(shí)際差異較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置存在的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種新結(jié)構(gòu)的用于巖石損傷測(cè)試的組裝式聲發(fā)射測(cè)試傳感器定位裝置，以確保聲發(fā)射測(cè)試傳感器的安放位置使傳感器聲發(fā)射面的中心方向正好通過(guò)圓形試件直徑或矩形試件的中心，并確保與控制軟件中設(shè)置的位置一致，提高測(cè)試效率、測(cè)試的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。
[0005]本發(fā)明提供用于巖石損傷測(cè)試的組裝式聲發(fā)射測(cè)試傳感器定位裝置，包括定位裝置框架、安裝聲發(fā)射測(cè)試傳感器的安裝座、將聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定于安裝座內(nèi)的固定組件和將安裝座安裝于定位裝置框架上的安裝機(jī)構(gòu)，所述定位裝置框架為組裝結(jié)構(gòu)環(huán)形架，由2?4塊環(huán)形塊通過(guò)定位固定結(jié)構(gòu)組裝成一個(gè)整體環(huán)形框架；所述安裝座為內(nèi)腔與聲發(fā)射測(cè)試傳感器外緣相匹配的筒體結(jié)構(gòu)，筒體壁上設(shè)計(jì)有傳感器接線引出缺口 ；所述安裝機(jī)構(gòu)為可自動(dòng)軸向調(diào)整安裝座位置的安裝機(jī)構(gòu)，共有四副，位于定位裝置框架同一截平面內(nèi)，兩兩相向設(shè)置，兩條安裝位置連線相互垂直，使通過(guò)安裝座、安裝架安裝于定位裝置框架上的兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的傳感器端平面中心的連線通過(guò)試件直徑或試件截面中心。
[0006]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述定位裝置框架最好設(shè)計(jì)成由2塊對(duì)開環(huán)形塊通過(guò)定位固定結(jié)構(gòu)組裝成一個(gè)整體環(huán)形框架。所述定位固定結(jié)構(gòu)包括由兩環(huán)形塊對(duì)接端口形成的定位對(duì)接結(jié)構(gòu)副和將兩環(huán)形塊固定在一起的固定結(jié)構(gòu)件。定位固定結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)形式，如圖8-1至圖14-2所示。
[0007]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述定位裝置框架可為組裝式圓環(huán)形框架或矩形環(huán)框架，對(duì)于圓柱形試件，定位裝置框架既可為組裝式圓環(huán)形框架，也可為組裝式矩形環(huán)框架，對(duì)于矩形試件，定位裝置框架一般采用組裝式矩形環(huán)框架。
[0008]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述固定組件除了可設(shè)計(jì)成由將聲發(fā)射測(cè)試傳感器箍置在安裝座上的開口環(huán)形彈簧片和將開口環(huán)形彈簧片開口鎖緊的鎖緊結(jié)構(gòu)構(gòu)成外，還可設(shè)計(jì)成其他結(jié)構(gòu)形式。所述鎖緊結(jié)構(gòu)可以采用卡扣鎖緊結(jié)構(gòu)、螺栓螺母鎖緊結(jié)構(gòu)或其他形式的鎖緊結(jié)構(gòu)。
[0009]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，作為安裝座的所述筒體，其筒體壁上設(shè)計(jì)的缺口，不僅作為供傳感器接線引出的缺口，對(duì)于通過(guò)開口環(huán)形彈簧片將聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定于安裝座內(nèi)的結(jié)構(gòu)，筒體的缺口還是該固定結(jié)構(gòu)構(gòu)成部分。筒體的缺口不宜過(guò)大，缺口角度一般不大于120度。
[0010]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述安裝機(jī)構(gòu)可優(yōu)先考慮設(shè)計(jì)成:包括與安裝座固定聯(lián)接的滑動(dòng)桿，套置在滑動(dòng)桿外、一端作用于安裝座、另一端作用于定位裝置框架內(nèi)壁的彈簧和固定設(shè)置在定位裝置框架外壁面上的支座，所述支座為導(dǎo)向筒結(jié)構(gòu)支座，垂直于定位裝置框架外壁面固定設(shè)置，內(nèi)徑與滑動(dòng)桿的外徑配合構(gòu)成滑動(dòng)副，滑動(dòng)桿穿過(guò)定位裝置框架上的安裝孔軸向滑動(dòng)地安裝在導(dǎo)向筒內(nèi)，滑動(dòng)桿外伸于導(dǎo)向筒外的桿體上設(shè)計(jì)有限制滑動(dòng)桿軸向滑動(dòng)限位結(jié)構(gòu)。
[0011]在上述安裝機(jī)構(gòu)中，限制滑動(dòng)桿向內(nèi)滑動(dòng)位置的限位結(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)成由滑動(dòng)桿上的螺紋和與之相匹配的螺母構(gòu)成的螺桿螺母限位結(jié)構(gòu)，也可設(shè)計(jì)成由滑動(dòng)桿上的銷孔和與之相匹配的銷釘構(gòu)成的銷孔銷釘限位結(jié)構(gòu)，或其他結(jié)構(gòu)形式；作為安裝支座的導(dǎo)向筒，與定位裝置框架壁面的固定，可以是焊接固定，也可采取螺紋副固定；滑動(dòng)桿與聲發(fā)射測(cè)試傳感器安裝座固定聯(lián)接的方式，可采取焊接聯(lián)接，也可采取螺紋副聯(lián)接。
[0012]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，為了便于聲發(fā)射測(cè)試傳感器接線的布置，可在定位裝置框架上設(shè)計(jì)聲發(fā)射測(cè)試傳感器接線外引槽孔。
[0013]本發(fā)明提供的用于巖石損傷測(cè)試的組裝式聲發(fā)射測(cè)試傳感器定位裝置，是發(fā)明人在先前提出的聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置(ZL200910059594.2)和萬(wàn)向式聲發(fā)射測(cè)試傳感器固定裝置(ZL200910059593.8)的實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)它們，對(duì)于圓柱形樣品試件，不僅難以保證傳感器與試件相貼合部位為傳感器端平面中心，還難以保證安放位置正好使傳感器的端平面中心通過(guò)試件直徑，而傳感器安放位置在控制軟件中設(shè)置有準(zhǔn)確位置，即對(duì)于圓柱形試件正好通過(guò)試件直徑，對(duì)于方形試件正好通過(guò)截面中心，由于固定裝置難以確保試件安裝時(shí)，使傳感器端平面中心位置與控制程序中設(shè)置的位置一致，因而導(dǎo)致測(cè)得的結(jié)果不準(zhǔn)，與實(shí)際差異較大等所存在的問(wèn)題完成的。
[0014]本發(fā)明提供的用于巖石損傷測(cè)試的組裝式聲發(fā)射測(cè)試傳感器定位裝置，通過(guò)在整體環(huán)形結(jié)構(gòu)定位裝置框架的同一截平面相互垂直的兩個(gè)方向上安裝四副可自動(dòng)軸向調(diào)整安裝座位置的安裝機(jī)構(gòu)，不僅保證了安裝在安裝座內(nèi)的聲發(fā)射測(cè)試傳感器與圓柱形試件柱面貼合的部位始終為傳感器的端平面中心，還保證了傳感器安裝位置與控制程序中設(shè)置的位置一致，即兩兩對(duì)稱安裝的四個(gè)聲發(fā)射測(cè)試傳感器的端平面中心正好通過(guò)圓柱形試件直徑或矩形試件的截面中心，這不僅能在同一個(gè)試件試驗(yàn)過(guò)程中獲得盡可能多的測(cè)量信息，且能確保試件安裝測(cè)試時(shí)，傳感器端平面中心位置與控制程序中設(shè)置位置一致，從而確保了測(cè)試效率、測(cè)試的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。本發(fā)明提供的固定裝置，不僅可以保證傳感器安裝位置與程序設(shè)置位置一致，還可以確保涂抹耦合劑過(guò)程中傳感器位置始終處于