基于磁致伸缩导波的煤岩中金属杆长度检测技术研究

来源 :中国煤炭科学研究总院 煤炭科学研究总院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:heeroyuyo
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锚杆、钻杆等金属杆在预防冒顶事故、瓦斯事故、水害事故具有至关重要的作用,而锚杆、钻杆的有效长度这一评价施工质量的重要指标缺乏有效手段来检测。本论文采用磁致伸缩导波无损检测技术对锚杆、钻杆的长度检测进行了研究。  本文以前人的理论研究为基础,对磁致伸缩的理论作深入的研究,分析了导波的群速度与相速度、频散和模态,推导了磁致伸缩导波的工作过程;应用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了3维模型分析了磁致伸缩导播在金属杆中的传播形式、质点位移云图与方向;依据仿真模型参数本文设计了一个磁致伸缩检测模块,实现了在金属杆同一端完成磁致伸缩导波激励和接收,可以对不同直径金属杆进行测量,该模块设计的低功耗保护电路同时具有截流保护和限流保护的功能;搭建了一套磁致伸缩导波检测系统,并在金属杆上激发出L(0,2)模态导波,通过对实验数据进行分析,实验结果与仿真结果相吻合;在试验巷道中进行实验,测出该环境下锚杆中磁致伸缩导波传播速度,并成功应用于测量,为煤岩中金属杆的施工评价提供了有效的技术手段。
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