[科普中国]-超声波围岩裂隙探测仪

超声波围岩裂隙探测仪是应用超声波探测巷道围岩松动范围和应力变化的一种电子仪表。超声波围岩裂隙探测仪由主机、“一发双收”探头、封孔器、注水器及充电器等部分组成。

简介超声波围岩裂隙探测仪是应用超声波探测巷道围岩松动范围和应力变化的一种电子仪表1。

超声波围岩裂隙探测仪结构超声波围岩裂隙探测仪由主机、“一发双收”探头、封孔器、注水器及充电器等部分组成。主机采用集成电路，半导体数码显示，自备电池，为便携式。探头由发射换能器、接受换能器、隔声连接筒组成。

超声波围岩裂隙探测仪原理该仪器是利用声波在岩体中传播速度与岩体所受应力大小和裂隙情况有关的原理，将探头放入钻孔中，测定岩体的声速变化，反映围岩的松动范围及应力的变化。声速的测定则是通过声波在钻孔中一定距离内所传播时间的量测来实现的。图1-43为仪器的原理图。

在钻孔中放入发射换能器F，接受换能器S1与S2。发射换能器F在钻孔中发射超声波，在孔壁周围产生滑行波沿着钻孔传播。当首波传播到接受换能器S1时，S1将声能转换成电能，经过接收器Ⅰ放大整形，使控制器翻转，将计数门开启。频率为10MHz的晶体振荡信号通过计数门进入计数器，计数器开始计数。当滑行波继续传播到接受换能器S2时，S2亦将声能转换成电能，经接收器Ⅱ放大整形，使控制器翻转回来，将计数门关闭，计数器停止计数，完成一次测量，显示读数。

上述测量方法系双收法。也可做单收法测量，此时发射换能器F在发射超声波的同时，即使控制器翻转，计数器开始计数，接受换能器S1或S2收到信号后再使控制器翻转回来，停止计数，显示读数，完成S1或S2的单收测量2。

主要技术性能发射电压：480V；

超声波频率：36×103Hz；

测量显示范围：0.1-999.9μs；

分辨率：0.1μs；

重复测量误差：≤0.2μs；

电源：采用两组电池组，GNY-3型5节串联，GN-255型5节串联；

探头直径：36mm；

换能器间距：140mm；

测孔深度：2m（可根据需要加大）；

测孔方位：可测向下、向上和任意倾角的钻孔；

防爆类型：矿用安全火花型。

测试方法测试时先将探头放入测孔最深处，用封孔器封好孔，注满水。然后开始测试，每次从里向外移动一定距离，重复计下仪器读数3-5遍，一直测到孔口或测到破碎严重地方为止，在测试过程中便可以初步判断出岩体的松动范围。待做出声速V与孔深L的变化曲线，即V=f（L）曲线，便可以比较精确地判断出岩体的松动范围3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学