[发明专利]一种可调向式传感器安装座及其安装方法

说明书

本发明涉及一种可调向式传感器安装座及其安装方法。解决了现有传感器安装座为固定式结构，且无法对锚杆安装误差进行修正，导致测量结果存在误差，无法获取有效反演参数的技术问题。本发明传感器安装座包括锚杆和定位单元，定位单元包括第一模块、第二模块、球形基座、定位销和三个连接螺杆；第一模块和第二模块连接形成一个正方体结构；第一模块和第二模块下部开设有半球形凹槽结构，在正方体结构内形成一个球形腔体，球形基座位于球形腔体内；正方体结构中心设置定位槽，定位销位于定位槽内，且定位销上设置螺孔；第一模块的两个安装面设置有螺孔；螺孔用于安装连接螺杆，连接螺杆外端用于安装传感器。

技术领域

本发明涉及一种用于爆炸实验测试的传感器安装设备，具体涉及一种可调向式传感器安装座及其安装方法。

背景技术

爆炸力学实验是研究岩土介质中爆炸应力波传播演化规律及近区岩土破坏效应的重要内容之一。在爆炸发生时，会在周围介质中激发应力波并向外传播，传播路径上介质将产生规律性运动。通过测量不同位置处的物质运动学特征，即可获得路径介质对应力波形的衰减规律，该结果对场地介质力学特性分析和震源函数反演具有重要意义。

目前，野外化爆实验中常采用锚杆锚固工艺耦合近地面介质的运动，通过在锚杆上安装传感器安装座和相关传感器，即可获取待测点位的波形特征。但在实施过程中，锚杆常采用直接扦插或混凝土锚固方式耦合至地面，其中直接扦插一般采用锤击方式插入，插入后方向难以调整；混凝土浇筑虽然可以在其松软时调整锚杆垂直度，但调整后其位置难以固定，致使锚杆安装垂直度存在较大误差。

现有技术提供的传感器安装座常为固定式的正方体结构，一般在底部开设有螺纹，通过螺纹固结至锚杆顶端，可在三个相互垂直方向上安装传感器，并保证其方向大致对准爆心径向、垂向和切向，但该方法由于未能对锚杆安装误差进行修正，测量结果均存在方向性误差。通过三方向信号的矢量叠加，虽可获得测点介质的绝对运动学标量。但该结果仍无法反演至径向、垂向和切向三个方向，使得传感器使用效率和信号涵盖信息大幅降低。

发明内容

本发明的目的是解决现有野外化爆实验测量的传感器安装座为固定式结构，且无法对锚杆安装误差进行修正，导致测量结果存在方向性误差，无法获取有效反演参数的技术问题，而提供一种可调向式传感器安装座及其实施方法。

本发明的技术解决方案是：

一种可调向式传感器安装座，包括锚杆和定位单元，其特殊之处在于：所述定位单元包括第一模块、第二模块、球形基座、定位销和三个连接螺杆；

所述第一模块和第二模块固定连接形成一个正方体结构；所述第一模块和第二模块的接合面相适配并贴合接触，且所述接合面包括中间接合面；所述中间接合面与正方体结构过中心的其中一个垂直切面重合；

所述第一模块和第二模块的接合面底部设置缺口的半球形凹槽结构；所述半球形凹槽结构在正方体结构内形成一个底部带通孔的球形腔体，且球形腔体的球心位于正方体结构的垂直中心线上；

所述球形基座位于球形腔体内并与球形腔体相适配；

所述球形基座通过通孔与锚杆顶端连接；

所述第一模块和第二模块的中部接合面中心位置处沿高度方向均设置有凹槽，所述凹槽底端与球形基座表面相适配；

两个凹槽在正方体结构中心形成定位槽，定位槽的中心线与正方体结构的垂直中心线重合，且定位槽的底端与球形基座顶部接触；

所述定位销位于定位槽内并与球形基座顶部接触，且定位销上端面设置螺孔；

所述第一模块的两个垂直侧面分别为传感器安装面；

所述第一模块的两个传感器安装面中心均设置有螺孔；

所述三个连接螺杆分别位于第一模块上的两个螺孔和定位销的螺孔内，且三个连接螺杆的内端与球形基座的距离一致；