[发明专利]一种基于弹性波确定岩石参数的装置

说明书

本发明涉及地质勘测技术领域，具体涉及一种基于弹性波确定岩石参数的装置，包括锤体、传感器、压电换能器及AD转换器；本发明提供了一种基于弹性波确定岩石参数的装置，使用压电锤头激发弹性波，通过对收集到的弹性波进行处理分析，能够探测野外岩体孔隙，物理参数以及判别岩石风化程度，大大降低了野外工作者的工作量，同时也提高了野外探测的精度，使工作效率大幅度提升，特别适用于野外工作岩石参数的判别和探测。

技术领域

本发明涉及地质勘测技术领域，具体涉及一种基于弹性波确定岩石参数的装置。

背景技术

弹性波是在固体材料中传播的物质粒子的微小振动传播形成的波，也曾被称为“机械波”、“应力波”、“地震波”等。由于变形微小，物体处于弹性状态，因此被称为弹性波；弹性波包括：冲击弹性波、超声波、声波。

对岩体表面敲击后，敲击部位及其附近产生振动。同时，该振动又会以弹性波的形式向四周扩散，即形成冲击弹性波。超声波可以作为冲击弹性波的一个特例。

锤击产生冲击弹性波属于无损检测技术，又称非破坏检查技术，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，利用物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而会使其某些物理性质的物理量发生变化的现象，以不使被检查物使用性能和形态受到损伤为前提，通过一定的检测手段来测试、显示和评估这些变化。

在野外环境中，地表岩体的强烈风化，以及各种地质作用，地质构造以及其他地质现象的存在，对野外调查人员提出了严格的精度要求。由于野外地质环境极其复杂多变，工作者有时不可能较高精度的判别岩石的各项参数。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于弹性波确定岩石参数的装置，可以大大减少工作量，并且可以以较高的精度给出地质岩体的风化程度，物理参数以及孔隙分布情况，能够在野外环境中智能的探测岩石的物理参数以及判别其风化程度。

(二)技术方案

一种基于弹性波确定岩石参数的装置，包括锤体、传感器、压电换能器及AD转换器；所述锤体包括锤柄、锤头；所述锤柄为T型；所述锤头分为物理锤头和压电锤头，分别螺纹连接锤柄顶部两端；所述传感器包括加速度传感器、声波收集器；所述声波收集器设置在锤柄连接物理锤头端；所述加速度传感器设置有支架，通过支架连接锤柄末端；所述压电换能器设置在锤柄内部偏中部位置；所述压电锤头、声波收集器和加速度传感器分别与压电换能器电路连接；所述压电换能器与所述AD转换器电路相连；所述锤柄上还设置有开关。

优选的，所述压电换能器通过信号导入线分别电路连接压电锤头、声波收集器及加速度传感器；所述信号导入线连接开关。

优选的，所述锤柄上均匀设置有3个信号导出口，通过信号导出线分别电路相连压电换能器，对应压电锤头、声波收集器和加速度传感器3组信号；所述AD转换器上设置有3个信号插口，与锤柄的3个信号导出口对应连接。

优选的，所述支架分为上支架和下支架；所述上支架包括一级立柱及转动折杆，转动折杆对称设置一级立柱两侧；所述一级立柱设置有螺纹通孔；所述转动折杆成C形，端部设置有对称螺栓；所述下支架包括二级立柱、一级折杆及二级折杆，一级折杆对称设置在二级立柱两侧，二级折杆均匀设置在一级折杆上，整体成翅膀状；所述二级立柱顶部设置有顶部螺栓；所述加速度传感器设置在二级折杆端部；所述支架设置有四号信号线。

优选的，所述锤柄末端设置有对称螺栓接口。

优选的，所述锤柄下部外壁设置有纹路或凹槽。

优选的，所述加速度传感器依次排列在岩体表面。

优选的，所述物理锤头为钢制材料；所述压电锤头为压电材料。

(三)有益效果