專利名稱：聲發(fā)射衰減器排噪法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬聲發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域。
在現(xiàn)有技術(shù)中，欲利用巖石聲發(fā)射的凱瑟效應(yīng)來測量地應(yīng)力，則必須在巖石單軸壓縮聲發(fā)射實驗中排除各種噪音，檢測出巖石真實的聲發(fā)射信號。排噪效果的好壞，將直接影響到測量結(jié)果的可靠性和精度。當(dāng)今國內(nèi)外許多研究者對排噪問題已進(jìn)行了大量的研究工作，力求尋找出一種可靠的排噪方法。目前已有的排噪措施有如下幾種(1).利用聲發(fā)射儀的頻率、振幅、前沿等監(jiān)測功能排噪;
(2).改進(jìn)加載設(shè)備，減少加載系統(tǒng)的噪音;
(3).利用聲發(fā)射儀的定位功能排噪;
(4).巖石試件兩端預(yù)鑄端冒，減少端部噪音;
(5).巖石試件兩端加軟墊，減少端部噪音。
以上排噪措施可綜合使用，如將(1)、(2)、(3)、(4)及(1)、(2)、(3)、(5)項同時使用。然而這些措施都有利有弊，即使同時使用多種措施，其排噪的效果還不夠好?，F(xiàn)對以上排噪措施的不利之處逐項分析如下第一項措施的不利之處由于試件端部產(chǎn)生的噪音及加載設(shè)備各種活動聯(lián)接部位，高壓油通過閥門等產(chǎn)生的噪音與試件本身產(chǎn)生的聲發(fā)射信號相似，并且噪音還會與試件真實的聲發(fā)射信號迭加在一起。因此用頻率、振幅、前沿等鑒別功能還不能排出加載系統(tǒng)和試件端部產(chǎn)生的噪音。
第二項措施的不利之處改進(jìn)加載設(shè)備，耗資費(fèi)用大，如有的單位的作法，是將材料試驗機(jī)的油泵搬出聲發(fā)射實驗室外，用蛇形軟管將油接入試驗機(jī)，改進(jìn)活塞等。這種措施不能消除環(huán)境噪音，如汽車開動、工作人員走動等。因此，則需在夜間做實驗。此外，若加載系統(tǒng)中有一個活動環(huán)節(jié)，如力傳感器與加載壓頭不是一個整體，則仍可能產(chǎn)生摩操噪音。
第三項措施的不利之處聲發(fā)射儀定位排噪是根據(jù)各換能器接收聲發(fā)射信號的時間差來識別聲發(fā)射的位置是否處于檢測區(qū)內(nèi)。但當(dāng)試件端部及端部以外的噪音信號較多時，以及試件中部的聲發(fā)射信號較多時，各種信號迭加在一起，相繼傳送到換能器，而使時間差混亂。因此定位措施極易產(chǎn)生誤計，導(dǎo)致定位排噪不可靠。
第四項措施的不利之處用水泥、環(huán)氧聚酰胺按一定比例配合后，澆鑄到巖石試件的兩端，使試件兩端的面積增大，減少了端部應(yīng)力集中。但這項措施仍不能消除端部的摩擦噪音，且使用不方便。
第五項措施的不利之處在試件的兩端加軟墊，如聚四氟乙烯、橡膠等，雖然使用方便，但是軟墊易變形、壓環(huán)，易使試件端部受到張力作用，而產(chǎn)生噪音。此外端部應(yīng)力集中、摩擦和加載系統(tǒng)的噪音仍然不少，因此軟墊排噪亦不可靠。
本發(fā)明的目的鑒于目前已有的排噪措施具有很多弊端，特設(shè)計研制聲發(fā)射衰減器排噪法及其裝置，解決的技術(shù)問題是巖石單軸壓縮聲發(fā)射實驗排除噪音，提高檢測精度及可靠性。
由于試件端部產(chǎn)生的噪音，加載設(shè)備產(chǎn)生的噪音與試件本身的聲發(fā)射信號相似，且噪音還與試件真實的聲發(fā)射信號迭加在一起。因此，用現(xiàn)有的各種排噪措施還不能排除加載系統(tǒng)和試件端部所產(chǎn)生的噪音。本發(fā)明的主要技術(shù)特征是在試件兩端粘接金屬端冒塊，并在其兩端的端冒塊上安裝衰減器。適用于聲發(fā)射方法測量巖石地應(yīng)力。
本發(fā)明的內(nèi)容一種聲發(fā)射衰減器排噪法及其裝置，由材料試驗機(jī)壓頭(1)、力傳感器(2)、衰減器(3)、端冒塊(4)、環(huán)氧膠和紗布(5)、試件(6)、材料試驗機(jī)壓頭(7)、球座(8)、衰減器(9)、端冒塊(10)、環(huán)氧膠和紗布(11)、聲發(fā)射換能器(12)組成，其特征是設(shè)計制作衰減器、端冒塊和定位套(13);對端部噪音及加載系統(tǒng)噪音的消除方法，該方法包括以下工藝步驟
(1).在試件兩端粘接金屬端冒塊，消除端部噪音。
a.磨平試件端部，兩端面的不平度不大于0.1毫米，鏟去上一輪實驗時粘在端冒塊上的膠層，然后用粗砂紙磨光粘接面，并用丙酮清洗試件和端冒塊的粘接面。
b.按比例調(diào)好914快干膠，均勻地涂少許914快干膠于試件的一端面上，然后把試件粘合在端冒塊上，旋轉(zhuǎn)幾圈使膠液均勻且薄，套上對中心的定位套(兩個半園)，用彈力橡筋圈固定定位套，壓上另一個端冒塊。
c.待914塊干膠固化3～4小時后，取下定位套，將紗布剪成1厘米寬的布條，調(diào)好環(huán)氧類通用膠，在紗布上涂少許膠液，并在試件與壓塊交接面處涂上較多的膠液，再用涂有膠液的紗布纏繞，使膠和紗布混合，在其交接面的園周纏繞成約45°錐面。
d.待環(huán)氧類通用膠接固化24小時后，按a、b、c的步驟粘接另一端面，再在常溫下固化3～4天，亦可加溫固化，以便縮短固化時間。
(2).在端冒塊(4)的下面及端冒塊(10)的上面安裝衰減器(3)和(9)，消除加載系統(tǒng)噪音。
(3).衰減器、力傳感器(2)及球座(8)的組裝要求其軸線對準(zhǔn)，消除偏心負(fù)載。
端冒塊和定位套的制作端冒塊(4)和(10)為一園形凸臺，采用不易產(chǎn)生聲發(fā)射的金屬材料機(jī)加工制作;定位套(13)的內(nèi)園周與端冒塊凸臺的外園周相配合，定位套的上蓋園孔與試件相配合，定位套是沿上蓋表面園心中線銑成兩個半園，用金屬材料(或用ABS塑料)機(jī)加工制作。
應(yīng)用實例。采用聲發(fā)射衰減器排噪法及其裝置對溪落渡水電站玄武巖作地應(yīng)力實驗，做了巖石試件27個，結(jié)果表明除5個用肉眼能看到明顯裂隙的試件之外，其余的在加荷應(yīng)力達(dá)到地應(yīng)力之前，都沒有聲發(fā)射信號，根據(jù)凱瑟效應(yīng)可知該實驗是完全排除了噪音。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)或效果1.排噪可靠，提高了檢測數(shù)據(jù)的可靠性和精度;
2.操作容易;
3.檢測聲發(fā)射信號的靈敏度高;
4.不需定位，簡化了聲發(fā)射儀，消除了因定位而引起的誤計，且對試件的長度可取短一些;
5.不需改造加載設(shè)備，對實驗室的環(huán)境條件要求不高;
6.制造衰減器、端冒塊及定位套的費(fèi)用較低。
附圖及圖面說明
圖1.聲發(fā)射衰減器排噪法裝置圖。
圖2.端冒塊與試件粘接部件圖。
圖3.定位套俯視圖(兩個半園)。
圖4.定位套B-B向視圖。
圖5.端冒塊俯視圖。
圖6.端冒塊A-A剖視圖。
圖中序號(1)材料試驗機(jī)壓頭、(2)力傳感器、(3)衰減器、(4)端冒頭、(5)環(huán)氧膠和紗布、(6)試件、(7)材料試驗機(jī)壓頭、(8)球座、(9)衰減器、(10)端冒塊、(11)環(huán)氧膠和紗布、(12)聲發(fā)射換能器、(13)定位套。
實現(xiàn)本發(fā)明的最好方式衰減器部件采用重慶建筑工程學(xué)院巖土研究所研制的產(chǎn)品，端冒塊選用不易產(chǎn)生聲發(fā)射的金屬材料機(jī)加工制作，定位套采用金屬材料(或非金屬材料ABS塑料)機(jī)加工制作，對衰減器，力傳感器及球座三個部件的外徑要求盡可能相同，以便組裝時使其軸線對準(zhǔn)。凡具有機(jī)加工設(shè)備的單位即能完成制作、組裝，以及具有壓力機(jī)、聲發(fā)射儀的實驗室即能完成測試。一般技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種聲發(fā)射衰減器排噪法及其裝置，由材料試驗機(jī)壓頭(1)、力傳感器(2)、衰減器(3)、端冒塊(4)、環(huán)氧膠和紗布(5)、試件(6)、材料試驗機(jī)壓頭(7)、球座(8)、衰減器(9)、端冒塊(10)、環(huán)氧膠和紗布(11)、聲發(fā)射換能器(12)組成，其特征是設(shè)計制作衰減器、端冒塊和定位套(13)，對端部噪音及加載系統(tǒng)噪音的消除方法，該方法包括以下工藝步驟(1).在試件兩端粘接金屬端冒塊，消除端部噪音。a.磨平試件端部，兩端面的不平度不大于0.1毫米，鏟去上一輪實驗時粘在端冒塊上的膠層，然后用粗砂紙磨光粘接面，并用丙酮清洗試件和端冒塊的粘接面。b.按比例調(diào)好914快干膠，均勻地涂少許914快干膠于試件的一端面上，然后把試件粘合在端冒塊上，旋轉(zhuǎn)幾圈使膠液均勻且薄，套上對中心的定位套，用彈力橡筋圈固定定位套，壓上另一個端冒塊。c.待914快干膠固化3～4小時后，取下定位套，將紗布剪成1厘米寬的布條，調(diào)好環(huán)氧類通用膠，在紗布條上涂少許膠液，并在試件與端冒塊交接面處涂上較多的膠液，再用涂有膠液的紗布纏繞，使膠和紗布混合，在其交接面處纏繞成約45°錐面。d.待環(huán)氧類通用膠接固化24小時后，按a、b、c的步驟粘接另一端面，再在常溫下固化3～4天。亦可加溫固化。(2).在端冒塊(4)的下面及端冒塊(10)的上面安裝衰減器(3)和(9)，消除加載系統(tǒng)噪意。(3).衰減器、力傳感器(2)及球座(8)的組裝要求其軸線對準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是端冒塊(4)和(10)為一園形凸臺，采用不易產(chǎn)生聲發(fā)射的金屬材料機(jī)加工制作。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是定位套(13)的內(nèi)園周與端冒塊凸臺的外園周相配合，定位套的上蓋園孔與試件相配合，定位套是沿上蓋表面園心中線銑成兩個半園，采用金屬材料(或用ABS塑料)機(jī)加工制作。
全文摘要
聲發(fā)射衰減器排噪法及其裝置，屬聲發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域。解決的技術(shù)問題是巖石單軸壓縮聲發(fā)射實驗排除噪音、提高檢測精度及可靠性。由于試件端部產(chǎn)生的噪音，加載設(shè)備產(chǎn)生的噪音與試件本身的聲發(fā)射信號相似，且噪音與試件真實的聲發(fā)射信號疊加在一起。因此用現(xiàn)有的各種排噪措施還不能排除加載系統(tǒng)和試件端部所產(chǎn)生的噪音。主要技術(shù)特征是在試件兩端粘接金屬端冒塊，在其兩端的端冒塊上安裝衰減器。適用于聲發(fā)射方法測量巖石地應(yīng)力。
文檔編號G01L1/25GK1077536SQ9210809
公開日1993年10月20日 申請日期1992年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月15日
發(fā)明者盧文韜 申請人:重慶建筑工程學(xué)院