[发明专利]气动弹射粘贴三维应变计探头、定位安装器及安装方法

权利要求书

1.一种气动弹射粘贴三维应变计探头，其特征在于，包括：

铝制壳体(101)，所述铝制壳体(101)的外表面设置有0°基准线(102)，所述铝制壳体(101)的前端套设有塑料导向套环(103)，所述铝制壳体(101)开设有壳体固定孔洞，所述铝制壳体(101)的内部空腔中粘贴设置有温度传感器(104)；

尾部黄铜套(105)，所述尾部黄铜套(105)设置在所述铝制壳体(101)的后端，

航空公插头(106)，所述航空公插头(106)连接在所述铝制壳体(101)和尾部黄铜套(105)之间，所述航空公插头(106)用于接线和引入高压风；

四通道应变花活塞(107)，所述四通道应变花活塞(107)活动地安装在所述壳体固定孔洞内，所述四通道应变花活塞(107)的脚线焊接在所述航空公插头(106)的铜芯上。

2.根据权利要求1所述的气动弹射粘贴三维应变计探头，其特征在于，所述铝制壳体(101)开设有三个所述壳体固定孔洞，三个所述壳体固定孔洞分别与0°基准线(102)间隔30°、150°和270°，每个所述壳体固定孔洞内均设置有一个所述四通道应变花活塞(107)。

3.根据权利要求1所述的气动弹射粘贴三维应变计探头，其特征在于，所述铝制壳体(101)的后端开设有壳体外螺纹(108)，所述尾部黄铜套(105)的前端开设有黄铜套内螺纹(109)，所述尾部黄铜套通过螺纹配合连接在所述铝制壳体(101)的后端。

4.根据权利要求2所述的气动弹射粘贴三维应变计探头，其特征在于，所述航空公插头(106)位于所述0°基准线的延长线中心对应处的铜芯替换设置为空心小铜管，所述空心小铜管用于将高压风引入所述铝制壳体(101)的内部空腔中。

5.根据权利要求4所述的气动弹射粘贴三维应变计探头，其特征在于，所述铝制壳体(101)的后端设置有定位销(110)，所述航空公插头的外壁开设有定位凹槽(111)，所述定位凹槽(111)设置在最靠近所述空心小铜管的航空公插头(106)外缘，所述航空公插头(106)通过所述定位凹槽(111)配合定位销(110)固定空间姿态。

6.一种气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，应用于如权利要求1至5任一项所述的气动弹射粘贴三维应变计探头，其特征在于，包括：

黄铜杆体(201)，所述黄铜杆体(201)设置有塑料外壁保护套(202)，所述黄铜杆体(201)设置有三维电子罗盘(203)，所述黄铜杆体(201)的后端盖设置有高压风管接口(204)；

航空母插头(205)，所述航空母插头(205)固定设置在所述黄铜杆体(201)的前端，所述航空母插头(205)用于对接所述航空公插头(106)；

多芯电缆(206)，所述多芯电缆(206)分别连接所述航空母插头(205)和三维电子罗盘(203)。

7.根据权利要求6所述的气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，其特征在于，所述黄铜杆体(201)由两根异径的铜管连接组成，细径铜管连接在粗径铜管的前端盖中心处，所述高压风管接口(204)安装在所述粗径铜管的后端盖上，所述多芯电缆(206)通过所述粗径铜管的后端盖引出，所述三维电子罗盘(203)安装在所述粗径铜管的内部。

8.根据权利要求7所述的气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，其特征在于，所述航空母插头(205)的外壁开设有插头外螺纹，所述航空母插头(205)通过所述插头外螺纹安装在所述细径铜管最前端。

9.根据权利要求7所述的气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，其特征在于，所述三维电子罗盘(203)通过支架(207)固定安装在所述粗径铜管的内部，所述三维电子罗盘(203)的轴线与所述黄铜杆体的中心线一致，所述三维电子罗盘(203)的横滚角为零时所述0°基准线(102)正面向上。

10.一种气动弹射粘贴三维应变计探头的安装方法，应用于如权利要求6至9任一项所述的气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，其特征在于，包括：

步骤一、利用地质取芯钻机，在待测岩体工程处施工一条近水平的大径钻孔(300)，达到预定深度后，在大径钻孔(300)内再施工一个同心小径钻孔(400)，并将小径钻孔(400)清洗干净、吹干；

步骤二、将气动弹射粘贴三维应变计探头(100)联接到气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器(200)前端；

步骤三、在气动弹射粘贴三维应变计探头(100)的三组四通道应变花活塞(107)的外表面上均匀涂抹一薄层专用的应变片胶水后，通过铰接杆(500)将气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器(200)及气动弹射粘贴三维应变计探头(100)推送进测量钻孔小径钻孔(400)中；

步骤四、达到待测深度后，通过三维电子罗盘(203)与铰接杆(500)调节气动弹射粘贴三维应变计探头(100)的平面方位，使0°基准线(102)朝上，此时三组四通道应变花活塞(107)的角度分别是30°、150°和270°；

步骤五、打开空气泵(600)，高压风通过高压风管接口(204)，进入到气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器(200)的空腔，再通过航空插头进入到气动弹射粘贴三维应变计探头(100)的内部空腔，将三组四通道应变花活塞(107)弹射吹出，四通道应变花活塞(107)将在应变片胶水的作用下粘贴在孔壁上；

步骤六、持续通风约30分钟，应变片胶水完全固化后关闭空气泵(600)；

步骤七、将此时12个通道的应变值作为初始值，并进行清零处理，同时记录此时温度传感器(104)的测点温度及三维电子罗盘的空间角度数据；

步骤八、拔除铰接杆(500)、气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器(200)，在应变片胶水的作用下，气动弹射粘贴三维应变计探头(100)将从气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器(200)上脱离并留在小径钻孔(400)中；

步骤九、利用地质取芯钻机更换套孔钻具，将含有气动弹射粘贴三维应变计探头(100)的岩芯筒从母岩上解套出来后，测量其解除恢复应变值和弹性参数，根据弹性力学公式计算地应力的大小和方向。