本發明專利技術公開了一種滾動式運動橫波傳感器及其使用方法，橫波傳感器(1)制作成圓柱體狀，所述的橫波傳感器(1)的最佳耦合方向沿圓柱體軸向設置，在所述的橫波傳感器(1)的兩端設有運動軸(5)，所述的橫波傳感器(1)的第一輸出信號極板(2)、第二輸出信號極板(4)分別通過第一電刷(7)、第二電刷(8)與地震信號采集儀器的信號傳輸導線(9)相連。通過運動軸帶動傳感器沿垂直于傳感器軸的方向上在被檢測介質表面滾動，來自地震勘探的振動信號通過地表與傳感器水平耦合方式進入地震信號采集儀器，完成橫波信號的采集。該橫波傳感器在運動中與檢測介質表面保持貼合，并保證傳感器的水平耦合方向固定，是一種適用于路基、路面工程快速連續檢測的關鍵組件。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術專利涉及，適用于地球物理勘探和工程檢測中的地震勘探或彈性波勘探、檢測，應用于平整表面介質內部工程隱患和缺陷勘察，特別是各種正在碾壓路基的質量實時監控與檢測評估。
技術介紹
在建和在營公路、鐵路路基路面檢測事關公路的使用效率和運行壽命，受到業內廣泛重視。在建路基的壓實度只有合格，才能保證路基、路面的強度、剛度及路面的平整度，以提高路基路面工程的使用壽命。路基路面壓實質量的檢測技術和方法很多，目前壓實度測量的主要方法包括I)挖坑灌砂法測定壓實度，2)蠟封法，3)水袋法，4)環刀法測定壓實度，5)核子儀測定壓實度，6)落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀。前四種為破壞性，后兩種為非破壞性檢測方法。在鐵路路基檢測目前各國都采用了多指標控制體系.日本、韓國主要用地基系數K30和孔隙率η作為控制指標；法國用Κ30、二次靜態變形模量Εν2和壓實系數K控制壓實質量；德國用K30、Ev2、動態彈性模量Evd、K和η控制壓實質量，并對Εν2/Evl的比值有所要求；我國則采用K 30、E v2、Evd、K、η作為路基壓實控制標準。中國、法國、德國規范中都采用了 Κ30和Εν2，且中國在基床表層和底層引入了德國的Evd指標。以上這類檢測方法和技術的共同特點屬于局部(點)抽檢，是事后檢測手段，都不能整體反映路基壓實度情況。在建和在營公路鐵路的路基路面質量檢測采用的物探方法包括地質雷達、面波勘探、電阻率法。地質雷達和電阻率法分別以介質結構介電常數和電阻率差異作為探測前提，不能直接反應介質結構的力學性質和狀態。面波勘探可以提供與力學性狀相關的剪切波參數，但只能以點測量的方式進行測量，測量效率和垂向、橫向分辨精度太低。如果能提供一種連續快速檢測技術，既能提供與路基路面介質結構力學性質相關的物理參數指標，同時能夠在線實時監控碾壓質量和路基狀況，將為公路、鐵路路基或路面檢測產生深遠的影響。橫波波速與介質結構彈性力學性質密切相關，其速度、主頻與薄層分辨能力具有相關性，而且橫波具有偏振特性，加以利用可以形成新的路基檢測與評估技術。
技術實現思路
本專利技術所要解決的第一個技術問題是提供一種能連續快速檢測的滾動式運動橫波傳感器。本專利技術所要解決的第二個技術問題是提供一種能連續快速檢測，既能提供與路基路面介質結構力學性質相關的物理參數指標，同時能夠在線實時監控碾壓質量和路基狀況的滾動式運動橫波傳感器的使用方法。為了解決上述第一個技術問題，本專利技術提供的滾動式運動橫波傳感器，包括橫波傳感器，所述的橫波傳感器制作成圓柱體狀，所述的橫波傳感器的最佳耦合方向沿圓柱體軸向設置，在所述的橫波傳感器的兩端設有運動軸，所述的橫波傳感器的第一輸出信號極板、第二輸出信號極板分別通過第一電刷、第二電刷與地震信號采集儀器的信號傳輸導線相連。所述的運動軸上設有滾動軸承，保證傳感器運動軸旋轉運動自如。所述的第一輸出信號極板、第二輸出信號極板制成環狀極板繞制設在所述的運動軸上且在所述的第一輸出信號極板與所述的第二輸出信號極板之間設有絕緣層。所述的第一輸出信號極板、第二輸出信號極板制成環狀極板設在所述的橫波傳感器I的側端壁上且在所述的第一輸出信號極板與所述的第二輸出信號極板之間設有絕緣層。在所述的橫波傳感器的圓柱體狀外殼上加工有形成垂直于傳感器軸向的凹凸相 間的環狀或齒狀外形。為了解決上述第二個技術問題，本專利技術提供的滾動式運動橫波傳感器的使用方法，將橫波激勵震源、一個或多個制作成圓柱體狀的橫波傳感器形成地震勘探排列，保持排列幾何參數，將橫波激勵震源與地震信號采集儀器通過觸發線電連接，將一個或多個制作成圓柱體狀的橫波傳感器與地震信號采集儀器通過信號傳輸導線電連接，通過人力或機械方式，拖動整套排列的橫波激勵震源、一個或多個制作成圓柱體狀的橫波傳感器同步前進，橫波激勵震源一次激發形成一個排列地震記錄，多次激發形成多個排列記錄。所述的橫波激勵震源采用平行于所述的橫波傳感器的軸向的兩個方向激勵，利用橫波的偏振特性，獲得正反向激勵地震排列記錄。利用橫波的偏振特性，通過兩個類型相同的所述的橫波傳感器I背向安裝，形成軸向一致耦合方向相反的兩個傳感器組合體，一次地震采集，在一個測量點上獲得一組雙向振動記錄。采用上述技術方案的滾動式運動橫波傳感器及其使用方法，橫波傳感器制作成圓柱體狀，橫波傳感器的最佳耦合方向沿圓柱體軸向設置，橫波傳感器的圓柱體狀傳感器外設有相互隔離的兩個環狀金屬隔離的極板，接入到地震信號采集儀器的兩個輸入端通過電刷分別與兩個極板相連。在傳感器的兩端加工伸出帶滾動軸承的運動軸，通過運動軸帶動傳感器在檢測介質表面滾動，來自地震勘探的振動信號通過地表與傳感器水平耦合方式進入地震信號采集儀器，完成橫波信號的采集。傳感器信號經極板由電刷輸出到地震信號采集系統，電刷與環狀極板在傳感器運動中保持緊密持續的信號連接，圓柱體狀結構的傳感器兩端加工伸出帶滾動軸承的運動軸，傳感器以運動軸為動力牽引，在被測介質表面沿垂直于傳感器軸的方向上滾動運動前進，運動軸配有軸承等滾動器件，保證傳感器運動軸旋轉運動自如。使用一個傳感器可以進行一發一收地震排列記錄，使用多個軸向平行線性排列的傳感器，可以實現一發多收的排列地震數據采集。利用橫波的偏振特性，通過平行于傳感器軸向的兩個方向激勵，獲得正反向激勵地震排列記錄。使用本專利技術提供的滾動式運動橫波傳感器及其使用方法，持續運動中的橫波傳感器的耦合方向沒有發生變化，可以連續提供橫波勘探采集記錄，為碾壓路基質量評估，路基路面結構和隱患探測提供高效可靠的技術手段。利用橫波偏振特性制成雙向組合橫波傳感器或者用雙向橫波激勵模式進行激發采集，都可以得到組合式橫波地震勘探排列記錄，為后續數據資料處理與解釋提供素材。該專利技術適用于各種在建公路、鐵路路基路面的質量檢測與狀態評估，也可用于已運行公路路面和路基檢測。附圖說明 圖I是本專利技術的結構示意圖。圖2是本專利技術環形極板的另外一種結構示意圖。圖3是本專利技術雙向橫波傳感器組成結構示意圖。圖4是地震勘探中沿勘探剖面方向看橫波激勵震源雙向激勵方式示意圖。圖5是本專利技術橫波傳感器在地震勘探中從側面看排列布置示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步說明。參見圖1，橫波傳感器I制作成圓柱體狀，橫波傳感器I的最佳耦合方向沿圓柱體軸向設置，橫波傳感器I的圓柱體狀外殼10上加工有形成垂直于傳感器軸向的凹凸相間的環狀或齒狀外形，在橫波傳感器I的兩端設有運動軸5，運動軸5上設有滾動軸承6，橫波傳感器I的傳感器芯11連接有第一輸出信號極板2、第二輸出信號極板4,第一輸出信號極板2、第二輸出信號極板4制成環狀極板繞制設在運動軸5上且在第一輸出信號極板2與第二輸出信號極板4之間設有絕緣層3，第一電刷7、第二電刷8分別與第一輸出信號極板2與第二輸出信號極板4接觸連接，第一電刷7、第二電刷8與地震信號采集儀器14的信號傳輸導線9相連。參見圖1，通過運動軸5帶動橫波傳感器I在檢測系統表面滾動，來自地震勘探的振動信號通過水平耦合方式進入地震信號采集儀器14，完成橫波信號的采集。參見圖2，橫波傳感器I制作成圓柱體狀，在橫波傳感器I的兩端設有運動軸5，運動軸5上設有滾動軸承6，橫波傳感器I的傳感器芯11連接有第一輸出信號極板2、第二輸出信號極板4，第一輸出信本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種滾動式運動橫波傳感器，包括橫波傳感器(1)，其特征是：所述的橫波傳感器(1)制作成圓柱體狀，所述的橫波傳感器(1)的最佳耦合方向沿圓柱體軸向設置，在所述的橫波傳感器(1)的兩端設有運動軸(5)，所述的橫波傳感器(1)的第一輸出信號極板(2)、第二輸出信號極板(4)分別通過第一電刷(7)、第二電刷(8)與地震信號采集儀器的信號傳輸導線(9)相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱德兵，
申請(專利權)人：朱德兵，
類型：發明
國別省市：
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