[发明专利]一种岩体声发射传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种岩体声发射传感器。

背景技术

我国地域幅员辽阔，存在各种各样的地形，也存在各种各样容易发生的危 害，其中，山体滑坡造成的泥石流最为严重，所以，监控岩体失稳是防范泥石 流发生的重要手段。

目前，岩体失稳监测多采用声发射技术，其中，声发射传感器中采用的压 电陶瓷多采用日本相应公司产品，高性能声发射传感器进口居多，成本高；所 用声发射传感器采用单个压电陶瓷作为感应器件，响应频率窄，不能准确、全 面地反映岩体的失稳变化过程，现有岩体失稳声发射监测系统采用的是单一谐 振频率的传感器实现对岩体声发射信号的采集，如果采用不同谐振频率传感器 则存在成本高昂、施工复杂等缺点；现有声发射传感器均采用各类声导介质进 行信号耦合，这类耦合方式的最大不足是介质性能随时间推移和环境变化而发 生性能激剧下降，从而降低传感器寿命。

所以，在当今各类岩体灾害频发的条件下，提供一种感应频率宽、成本低、 寿命长的岩体声发射传感器在当今的形势下显得越来越迫切。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有技术下传感器感应频率窄、成本高、寿命短的缺点， 本发明要解决的技术问题是提供一种感应频率宽的岩体声发射传感器。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种岩体声发射传感器，包括 有筒体、端盖Ⅰ、压电陶瓷、宽频声发射信号放大器、端盖Ⅱ和信号接头，筒 体左端螺纹连接有端盖Ⅰ，筒体右端螺纹连接有端盖Ⅱ，端盖Ⅰ右端设有凸台， 凸台表面上安装有压电陶瓷，压电陶瓷的极化面通过导线连接宽频声发射信号 放大器，宽频声发射信号放大器通过导线连接有信号接头，信号接头安装在端 盖Ⅱ的右侧。

优选地，凸台表面设有凹槽，压电陶瓷安装在凸台表面的凹槽中。

优选地，筒体、端盖Ⅰ和端盖Ⅱ的材质都为铜。

优选地，凸台表面上安装压电陶瓷，安装方式为焊接。

优选地，压电陶瓷材质为PZT体系材料。

优选地，压电陶瓷上的极化面为银电极极化面。

优选地，信号接头为航空插头。

优选地，至少设置一个压电陶瓷。

工作原理：当该传感器连接工作时，外界声发射信号经过筒体和端盖Ⅰ传 导至压电陶瓷负极化面，从而在压电陶瓷两极化面之间产生感应电压信号，并 通过导线传输至宽频声发射信号放大器，宽频声发射信号放大器对传输过来的 信号进行放大，并对电源干扰信息进行滤除，最后输出被放大的、纯净的模拟 声发射信号至信号接头，筒体对宽频声发射信号放大器起到干扰屏蔽和物理保 护作用。

凸台表面设有凹槽，压电陶瓷安装在凸台表面的凹槽中，这种方式不仅可 以方便压电陶瓷与凸台的连接，更能使压电陶瓷与凸台的连接更加紧密，延长 装置的使用寿命。

筒体、端盖Ⅰ和端盖Ⅱ的材质都为铜，铜能更好的与压电陶瓷进行直接耦 合，形成谐振。

凸台表面上安装压电陶瓷，安装方式为焊接，通过焊接进行直接耦合的方 式，形成谐振，以获得最大的原始信号输入。

压电陶瓷材质为PZT体系材料，PZT体系材料具有较高的压电系数，感应灵 敏。

压电陶瓷上的极化面为银电极极化面，银电极极化面使信号传输更加准确、 快速。

信号接头为航空插头，航空插头具有实现连接和分离速度快的优点，耐环 境性好，可靠性高。

至少设置一个压电陶瓷，可设置多个具有不同谐振频率的压电陶瓷，从而 实现宽频率信号的感应。

压电陶瓷、宽频声发射信号放大器和信号插头为所属领域现有技术，连接 结构为成熟技术，在此不再赘述。

(3)有益效果

本发明结构简单、成本低，而且通过外壳直接耦合到高灵敏度的压电陶瓷 而获得最大的原始信号输入的，从而提高了传感器的寿命，同时，本发明还可 以通过安装不同谐振频率的压电陶瓷，感应不同频率的声发射信号，实现宽频 率的感应。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明端盖Ⅰ的右视图。

图3为本发明端盖Ⅰ的俯视图。

图4为本发明实施例2端盖Ⅰ的A-A剖视图。