[发明专利]一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法，包括锚杆，所述锚杆包括锚杆主杆、止浆塞、垫片、螺母和堵浆盖；还包括与锚杆相连的检测部件；检测部件包括信号发生器、采集示波器、探头和探针，所述信号发生器和采集示波器均与探头连接，所述锚杆作为检测部件的探针与探头连接。金属锚杆主杆设置有卡套、支杆、钻头，所述支杆穿过止浆塞、垫片和螺母，并与三者绝缘接触。非金属锚杆主杆外缠绕TDR探针丝、端部钻头，锚杆主杆为中空或实心。将锚杆作为检测部件的探针与探头连接，通过检测部件信号发生器发射脉冲，采集示波器采集信号，计算锚杆实际长度，检测锚杆的质量；本发明既可实现锚杆质量的检测，也可以用于提高锚杆的强度。

技术领域

本发明一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法，属于锚杆无损检测技术领域。

背景技术

在各类地下工程及边坡护理中，锚杆锚固技术已成为主要的加固手段，广泛应用于城市交通、水电站、險道等工程施工中。在一定程度上来说，锚杆锚固的质量直接决定着整个工程的质量，而以前采用的拉拔检测技术因不能真实反应锚杆的质量，现已很少被采用。

目前，通过无损检测检验锚杆质量的方法很多，比如超声波法、冲击应力波法等，但是这些方法都需要复杂的计算操作过程，测量结果也会受到测量者的影响，而且与锚杆的耦合性较差。具体的讲，超声波无损检测法主要存在两个问题，首先是超声波衰减严重，当锚杆长度较长时，现场获得的波形数据质量不高，经常会出现错判和漏判的现象，通常只能有效测量较短的锚杆，其次是对锚杆测量端头要求苛刻，需要在现场对锚杆端头截面进行磨平处理，才能将超声波耦合进锚杆。

时域反射法（Time Domain Reflectometry，TDR）是一种远程遥感测试技术，产生于20世纪30年代，最初用于电力和电讯工业中电力线路缺陷的定位和识别。目前，通常在水分测定方法方面表现出更独特的优势，既可测量土壤表层水分，也可用于测量剖面水分。时域反射法探头末端是开路的，在信号的发射端有一个采样点，测量的是电磁波在土壤探头上双程的传播时间。 TDR 方法的优点是测量速度快，操作简便，精确度高，测量数据易于处理，它比其他方法更稳定、受盐分影响小、更省电、电缆长度限制少，可连续原位测定且无辐射。

尽管时域反射法有如此多的有点，但仍然未被用于锚杆长度和质量检测，本专利拟发明一种时域反射法无损检测锚杆质量装置。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于TDR的锚杆无损检测装置，包括锚杆，所述锚杆包括锚杆主杆、止浆塞、垫片、螺母和堵浆盖；还包括：与锚杆外露端头相连的检测部件；所述检测部件包括信号发生器、采集示波器、探头和探针，所述信号发生器和采集示波器均与探头连接；

所述锚杆主杆为外有螺纹的金属杆，其外箍有若干绝缘卡套，所述卡套内设置有2根以上平行于锚杆主杆的轴向的支杆，所述支杆为光圆金属实心杆，其外露端与所述探头连接；所述锚杆主杆还包括可拆卸式设置于锚杆主杆顶端的钻头，所述钻头中心轴与锚杆主杆中心轴同轴，横截面大于支杆外缘所围绕截面，所述钻头为金属，与锚杆主杆连接。

所述锚杆主杆和支杆均与探头相连，作为检测部件的探针部分。

所述支杆围绕锚杆主杆等间距均匀分布，所述支杆穿过止浆塞、垫片和螺母，并与三者绝缘接触。

所述卡套内壁为光滑表面，并涂抹润滑剂。

所述锚杆主杆为外有螺纹的非金属杆，其外均匀缠绕设置有数根TDR探针丝；所述TDR探针丝为金属丝，在靠近止浆塞部位穿入锚杆主杆内部，并通过堵浆盖穿出，与所述探头连接；