一种拱形弹片式地震波传感器钻孔耦合装置的制作方法

1.本发明涉及传感器耦合装置技术领域，具体涉及一种拱形弹片式地震波传感器钻孔耦合装置。


背景技术：

2.目前国内针对隧道、煤矿等地下工程施工前方的隐蔽地质灾害体的预测预报，主要有钻探和物探两种手段，其中，物探手段主要有地震勘探波、电法勘探、电磁波勘探以及声波勘探等，地震波勘探是最为重要的勘探手段之一，具有探测距离长、分辨率高、信息丰富、对地质异常特别是断层反映较灵敏、定位较准确等优点，在隧道、煤矿巷道的超前地质预报中应用广泛。
3.地震波探测仪现场施工中，需在前方煤矿巷道或者隧道等的一侧帮等间距布设24个深度2m的炮孔，作为爆炸震源，最后在两侧帮或者一侧帮设1个检测孔(深度2m)来放置信号采集传感器，通过连续放炮采集地震波数据以对前方地质构造等进行分析。
4.对于地震波勘探，采集到的地震波信号质量直接关乎探查成果解释的准确性，一方面地震波接收传感器的检测精度和质量影响勘探结果，另一方面地震波接收传感器的耦合装置的耦合效果对勘探结果同样起着至关重要的作用；现有技术的耦合装置采用钢套管和锚固剂进行固结，其存在钢套管使用后较难取出循环利用的问题，因此，地震波接收传感器耦合装置的耦合效果、使用的便捷性、能否回收利用节省成本成为地震波勘探的使用和发展中亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种拱形弹片式地震波传感器钻孔耦合装置，以解决现有技术采用钢套管和锚固剂固结时存在钢套管使用后较难取出循环利用的问题。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种拱形弹片式地震波传感器钻孔耦合装置，包括用于安装传感器的安装部、推进部、连接件以及固定装置，所述安装部与推进部通过连接件连接，所述固定装置包括固定件和若干个呈拱形的弹片，所述固定件安装在安装部上，所述若干个呈拱形的弹片一端连接固定件，另一端位于连接件上。
7.本方案的原理及优点是：实际应用时，安装部和推进部之间通过连接件连接，安装部用于安装地震波传感器，推进部用于将安装有地震波传感器的安装部推进至岩壁上的检测孔内，固定装置用于在安装部被推进岩壁内时将安装部固定在岩壁上的检测孔内；具体为：固定装置包括固定件和若干个呈拱形的弹片，弹片的一端安装在固定件上，另一端位于连接件上，在安装部被推进过程中，检测孔的内壁对弹片的拱形顶部施加挤压力，弹片受到挤压从而减少内径，使得安装部能够顺利进入检测孔内，在推进过程中，弹片被挤压，弹片的前端呈向上倾斜，后端呈向下倾斜，使得拱形的弹片在推进过程中呈锥形切割的方式，推进的过程中用力不需要太大即可很好的实现入孔等操作；在到达检测孔的检测位置后，停止推进动作，拱形弹片自身的张力施展开，将安装部牢牢地固定在检测孔内；地震波信号采
集结束后，施加外力，通过推进部对安装部做回退动作，回退过程中因为弹片呈拱形，后端呈向下倾斜成锥形，并且弹片的拱形顶部与检测孔的内壁接触，因此摩擦力较小，回退过程中不需要施加太大的力，即可将安装部拔出。
8.因此，本技术的优点在于：(1)通过设置呈拱形的弹片代替现有技术中使用钢套管和锚固剂的固定方式，解决了钢套管使用后较难取出循环利用的问题；(2)拱形的弹片在推进和回退过程中，与检测孔的内壁接触部分较少，因此摩擦力较小，使用过程中不需要施加太大的力，操作便捷轻松。
9.优选的，作为一种改进，所述连接件包括嵌轴和嵌套，所述嵌轴连接在安装部一端，所述嵌轴位于安装部的一端的端面设有螺纹孔，所述嵌轴的另一端设有螺纹柱一，所述嵌轴外周设有若干个滑动槽，所述滑动槽与弹片滑动配合；
10.所述嵌套内部中空且一端开口，所述嵌套上开口的另一端的端面设有与螺纹柱一螺纹连接的螺纹孔，所述嵌套套设在嵌轴上。
11.有益效果：嵌轴通过螺纹孔与安装部连接，在嵌轴的另一端设置螺纹柱一，嵌轴的外周设置多个滑动槽，使得拱形的弹片的自由端在滑动槽内滑动，并通过嵌套套设在嵌轴上，从而对弹片的自由端进行限位，防止弹片的自由端弹起。
12.优选的，作为一种改进，所述安装部包括传感器载体和封盖，所述传感器载体上开设有传感器安装槽，所述封盖盖合传感器安装槽，所述封盖与传感器安装槽的盖合处设有密封槽；
13.所述传感器载体上位于传感器安装槽的顶部设有卡槽，所述固定件安装在卡槽上。
14.有益效果：传感器载体上开设传感器安装槽，将传感器安装在传感器安装槽内，通过封盖盖住，封盖上的密封槽能够保证传感器安装槽的盖合处的密封性；同时在传感器载体上位于传感器安装槽的顶部设置卡槽，将固定件固定在卡槽上，从而能够将拱形的弹片固定在传感器载体上。
15.优选的，作为一种改进，所述传感器载体位于卡槽的一端设有螺纹柱二，另一端设有螺纹柱三，所述推进部包括推进头和推进杆，所述螺纹柱二与推进头连接，所述螺纹柱三通过连接件与推进杆连接。
16.有益效果：推进部中的推进头位于传感器载体的卡槽的一端，用于方便传感器载体的推进，推进杆位于传感器载体的另一端，通过对推进杆施力从而使得传感器载体能够被推进。
17.优选的，作为一种改进，所述连接件还包括垫块，所述螺纹柱三的侧面设有限位块，所述垫块的端面设有与螺纹柱三螺纹连接的螺纹孔，所述垫块端面还设有与限位块配合的限位槽，所述螺纹柱三还与嵌轴上的螺纹孔连接。
18.有益效果：垫块一方面能够起到连接传感器载体和嵌轴的作用，另一方面通过垫块上的限位槽能够防止传感器载体在推进过程中旋转。
19.优选的，作为一种改进，所述传感器载体的螺纹柱三所在的端面上开设有出线孔，所述出线孔连通传感器安装槽，所述垫块上开设有出线槽，所述出线槽在传感器载体安装垫块时与出线孔对应。
20.有益效果：在传感器载体上开设出线孔，能够将传感器的接线露出，使得节省传感
器安装槽的使用空间，同时在垫块上设置于出线孔对应的出线槽，使得传感器的接线不会散开。
21.优选的，作为一种改进，所述传感器载体上开设有沉头螺钉孔，所述沉头螺钉孔连通传感器安装槽内壁。
22.有益效果：在传感器载体上设置沉头螺钉孔，能够将传感器于传感器载体紧固固定。
23.优选的，作为一种改进，所述推进头呈锥形，所述推进头的圆形端面设有与螺纹柱二螺纹连接的螺纹孔。
24.有益效果：将推进头设置成锥形，并通过螺纹孔与传感器载体连接，使得推进头能够更好的将安装部推进。
25.优选的，作为一种改进，所述推进杆一端的端面中部设有与螺纹柱一螺纹连接的螺纹孔，另一端设有方向扳头。
26.有益效果：将推进杆通过与嵌轴螺纹连接，并在另一端设置方向扳头，使得检测人员能够通过扳手旋转推进杆将传感器载体推进至检测孔内。
27.优选的，作为一种改进，所述推进杆为多段可拆卸结构。
28.有益效果：将推进杆设置成多段并可拆卸的结构，方便检测人员携带。
附图说明
29.图1为本发明实施例的耦合装置安装示意图；
30.图2为本发明实施例的耦合装置的结构示意图；
31.图3为本发明实施例的传感器载体的结构示意图；
32.图4为本发明实施例的封盖结构示意图；
33.图5为本发明实施例的垫块结构示意图；
34.图6为本发明实施例的嵌轴结构示意图；
35.图7为本发明实施例的嵌套结构示意图。
具体实施方式
36.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
37.说明书附图中的标记包括：传感器载体1、封盖101、密封槽102、沉头螺钉孔103、螺纹柱二104、螺纹柱三105、限位块106、出线孔107、推进头2、推进杆3、方向扳头301、推进杆一302、推进杆二303、推进杆三304、连接件4、嵌轴401、螺纹柱一402、滑动槽403、嵌套404、垫块405、限位槽406、出线槽407、固定件501、弹片502。
38.实施例基本如图1、图2所示：一种拱形弹片式地震波传感器钻孔耦合装置，包括安装部、推进部、连接件4以及固定装置，安装部包括传感器载体1和封盖101，推进部包括推进头2和推进杆3，连接件4包括嵌轴401、嵌套404以及垫块405，固定装置包括固定件501和若干个呈拱形的弹片502。
39.如图3、图4、图5、图6和图7所示，其中，传感器载体1上开设有传感器安装槽，传感器安装槽用于放置地震波传感器，封盖101用于盖合住传感器安装槽，封盖101的下方设有密封槽102，能够保证封盖101在盖合传感器安装槽时的密封性；在本实施例中，传感器载体
1整体呈圆柱形，预设的传感器尺寸为：20mm*20mm*18mm，因此传感器载体1的外径尺寸为37
±
0.2mm，封盖101的下方呈平面状，上方呈圆弧状，使得封盖101在盖合传感器安装槽时，传感器载体1整体仍然保持圆柱形，封盖101与传感器载体1的安装方式为通过螺栓固定。
40.在传感器载体1上还开设有沉头螺钉孔103，沉头螺钉孔103连通传感器安装槽，用于在地震波传感器放置在传感器安装槽内时，将螺钉旋进沉头螺钉孔103，从而螺钉能够挤压地震波传感器，从而将传感器与传感器载体1紧固住。
41.传感器载体1上位于传感器安装槽的顶部设有卡槽，卡槽在传感器载体1上形成多个凹陷，凹陷的数量与弹片502的数量相同，用于容纳拱形的弹片502。
42.传感器载体1的位于卡槽的一端设有螺纹柱二104，另一端设有螺纹柱三105，螺纹柱三105的侧面设有限位块106，螺纹柱二104与推进头2连接，螺纹柱三105通过连接件4与推进杆3连接；具体为，连接件4中的嵌轴401、嵌套404以及垫块405均为圆柱形，垫块405的端面设有与螺纹柱三105螺纹连接的螺纹孔，垫块405的端面还设有与限位块106配合的限位槽406，嵌轴401一端设有螺纹孔，另一端设有螺纹柱一402，嵌轴401的外周设有若干个滑动槽403，滑动槽403的数量与弹片502数量相同，滑动槽403与弹片502滑动配合，嵌套404内部中空且一端开口，嵌套404上开口的另一端的端面设有与螺纹柱一402螺纹连接的螺纹孔，嵌套404套设在嵌轴401上，因此，垫块405与传感器载体1螺纹连接，传感器载体1的螺纹柱三105穿过垫块405与嵌轴401螺纹连接，同时嵌套404与嵌轴401一端的螺纹柱一402螺纹连接，使得嵌套404套设在嵌轴401上。
43.此外，在传感器载体1的螺纹柱三105所在的端面上开设有出线孔107，出线孔107连通传感器安装槽，垫块405上开设有出线槽407，出线槽407在传感器载体1安装垫块405时与出线孔107对应。
44.在本实施例中，呈拱形的弹片502设有4个，弹片502的长度尺寸与传感器载体1的长度尺寸相匹配；预设检测孔的直径为50mm，弹片502的最大伸展外径大于60mm，最小收缩外径小于45mm，经过试验，弹片502的厚度设为1.75mm时，其耦合效果较佳，此时弹片502的最大伸展外径为62mm，最小收缩外径为43mm，固定件501设为圆环，用以固定在传感器载体1的卡槽上。
45.推进头2呈锥形，推进头2的圆形端面设有与螺纹柱二104螺纹连接的螺纹孔；推进杆一302端的端面中部设有与螺纹柱一402螺纹连接的螺纹孔，另一端设有方向扳头301，推进杆3为多段可拆卸结构，具体为，推进杆3设有3段，分别为推进杆一302、推进杆二303以及推进杆三304，推进杆一302、推进杆二303和推进杆三304依次螺纹连接，推进杆一302的自由端连接嵌轴401上的螺纹柱一402，推进杆三304的自由端设有方向扳头301。因检测孔的深度在2m，单杆的长度小于1m，因此在本实施例中推进杆3、推进杆二303以及推进杆三304的长度均设为0.62m。
46.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若
干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。