[发明专利]锚杆长度测量方法及锚杆长度测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及锚杆长度测量领域，具体涉及一种锚杆长度测量方法及锚杆长度测量仪。

背景技术

目前，国内外测量锚杆长度的方法主要有拉拔实验法、冲击应力波法和超声波法等。拉拔实验方法多停留在用千斤顶进行机械破损性拉拔实验阶段，会对锚固结构产生严重破坏，降低锚杆对围岩的加固作用，因此只能少量抽检。冲击应力波法通过检测从锚杆底部反射回来的波的时间，结合固结波速理论，求出锚杆的长度，存在振动波和锚杆的耦合问题，测量效果往往因人而异。超声波法可以实现锚杆长度的无损检测，将超声波耦合进入杆体，然后分析声频应力波在锚固体系中的反射相位特征和能量衰减变化规律。但是超声波在锚杆内衰减严重，通常只能对3米以内的锚杆进行检测，对锚杆测量端头也要求苛刻，需要现场对锚杆端头进行打磨平整，才能将超声波耦合进入杆体。由此可见，现有方法均无法测量10米以上的金属锚杆的长度。

发明内容

本发明所要解决的是传统测量方法无法测量10m以上金属锚杆的长度的问题，而提供的一种能够实现10米以上的金属锚杆的长度测量的锚杆长度测量方法及锚杆长度测量仪。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

锚杆长度测量方法，包括如下步骤：

步骤1、设定发射模块产生的正弦信号的起始频率f_L、终止频率f_H、频率间隔f_DIV；

步骤2、从起始频率f_L开始，发射模块依据频率间隔f_DIV产生l个不同频率值的正弦信号，并将这l个不同频率值的正弦信号依次发射到锚杆上；

步骤3、每个正弦信号从锚杆的始端开始进行传输，在锚杆末端发生反射后又反向传输到锚杆始端，这样在锚杆始端入射波和反射波会叠加形成驻波信号；接收模块依次接收锚杆始端的驻波信号；

步骤4、控制模块将驻波信号电压值和频率值分别映射在y轴和x轴上表示，所有驻波信号电压值和对应的频率值将构成一个二维曲线；

步骤5、控制模块寻找上述二维曲线的第一个波谷点所对应的频率值f₀；

步骤6、控制模块根据下式计算锚杆的长度L，即

L＝V_q/4f₀   ①

式中：f₀为二维曲线第一个波谷点所对应的频率值；V_q为正弦信号在锚杆中的传播速度。

上述步骤5具体过程为：

步骤5.1、设定迭代次数N、有效阈值K和抽取间隔k，从不同频率值对应的驻波信号电压值所构成的驻波离散数组N(i)，i＝0,1,2,3，...,l-1中以k为间隔抽取出满足式②的数据N((i+1)*k)依次保存在新的驻波离散数组N_L(i)中，