[发明专利]一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具及预应力监测方法

权利要求书

1.一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具，其特征在于，包括锚板(1)、锥形夹片(2)以及监测系统，锥形夹片(2)沿轴向设有用于夹持钢绞线组的轴向通孔，锥形夹片(2)通过锚板(1)套设在锥形夹片(2)外侧缩小锥形夹片直径夹紧钢绞线组(3)，锥形夹片(2)外侧设有环形凹槽，锥形夹片(2)的环形凹槽内设有压电陶瓷片(4)，压电陶瓷片(4)外侧设有环氧树脂层，环氧树脂层外侧设有金属屏蔽壳，还包括贴设于钢绞线组端部的端部压电陶瓷片(5)，

监测系统包括精密阻抗分析仪和计算机处理系统，精密阻抗分析仪与端部压电陶瓷片(5)和压电陶瓷片(4)连接，精密阻抗分析仪用于激励信号的发射与接收，并将接收信号传送至计算机处理系统，计算机处理系统内设有存储模块，存储模块用于存储基准值以及接收到的精密阻抗分析仪数据，计算机处理系统用于接收精密阻抗分析仪发送的激励信号值并与存储模块内的基准值对比并显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具，其特征在于，环氧树脂层厚度为0.08-0.1mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具，其特征在于，锥形夹片管壁沿轴向设有开口槽，或者锥形夹片由半锥形夹片和右半锥形夹片拼合而成。

4.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具，其特征在于，锥形夹片的轴向通孔内壁沿轴向均布有多个齿形槽。

5.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具，其特征在于，锥形夹片的通孔内钢绞线组由多条钢绞线螺旋绕制而成。

6.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具，其特征在于，精密阻抗分析仪发射信号为100Hz-1MHz的扫频信号，发射方式为连续发射和间断发射。

7.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗法的智能夹片式锚具，其特征在于，计算机处理系统连接有检测报警系统，检测报警系统为声光报警。

8.一种基于权利要求1所述的智能夹片式锚具的预应力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：分别将端部压电陶瓷片和压电陶瓷片置于待检测钢绞线组端部和锥形夹片的环形凹槽内，并将端部压电陶瓷片和压电陶瓷片与精密阻抗分析仪的两个端口连接，通过精密阻抗分析仪产生的信号对压电陶瓷片进行激励，激励信号经端部压片陶瓷片反射后由精密阻抗分析仪接收，并将接收信号传送至计算机处理系统，与计算机存储模块预设基准值对比，如果接收信号小于计算机存储模块预设基准值，说明钢绞线与锚固件松动，如果接收信号等于计算机存储模块预设基准值，说明钢绞线与锚固件接触良好。

9.根据权利要求8所述的智能夹片式锚具的预应力监测方法，其特征在于，将锥形夹片套设在待检测钢绞线组，然后通过夹具将锥形夹片与锥形夹片紧固，将端部压电陶瓷片作为信号激励端贴设在待检测钢绞线组端部；将压电陶瓷片作为信号接收端贴设在锥形夹片的环形凹槽内，然后将环形压电陶片外侧依次设置环氧树脂层和屏蔽壳。

10.根据权利要求8所述的智能夹片式锚具的预应力监测方法，其特征在于，通过精密阻抗分析仪产生能量信号测量端部压电陶瓷片与压电陶瓷片连接的钢绞线组之间的机械阻抗值，基于压电陶瓷传感器测得的阻抗信号的能量指标和预应力钢绞线初张拉时所测得的信号能量指标，将计算得到的损失指数进行比对，若损失值在20％以上则激活报警系统进行报警并将数据存入计算机存储系统，若损失值低于20％则将直接将数据存入电脑的存储系统进行备份。