1.儀器工作原理

  超聲波在巖體中的傳播速度與巖體受力狀態(tài)及裂隙程度有關(guān)，當(dāng)圍巖裂隙（破裂逢）多時(shí)，波速相對(duì)于深度完整無(wú)裂隙（未松動(dòng)破壞）巖（煤）體的波速低。通過(guò)巖石鉆孔（Ø41～45mm)測(cè)出聲波縱波速度在圍巖鉆孔中的分布變化曲線或“時(shí)間——孔深”曲線，即可判定圍巖裂隙（松動(dòng)）范圍。  

縱波速度是通過(guò)測(cè)定鉆空中一定距離（探頭長(zhǎng)度）圍巖的聲波傳播時(shí)間計(jì)算出來(lái)的，測(cè)定原理如下公式所示。發(fā)射換能器F在鉆孔中發(fā)射超聲波，沿鉆孔壁滑行傳播。發(fā)射換能器F發(fā)射超聲波的同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)，當(dāng)接收換能器I收到超聲波信息后停止計(jì)時(shí)s，測(cè)出聲波在F-I的傳播時(shí)間，由此計(jì)算出波速：

  L

V =— ×103米/秒

  

式中  L為換能器F-I間距，L=140mm，

  為測(cè)試時(shí)間數(shù)據(jù)，單位us.

2.探頭及封孔器

  探頭由發(fā)射換能器和接收換能器經(jīng)由開(kāi)槽塑封管連接組成，收發(fā)兩個(gè)換能器可互換使用，測(cè)管由銅管制成，每10cm有一尺度槽，共20節(jié)，螺紋聯(lián)接。換能器聯(lián)接塑料管，在仰斜測(cè)試時(shí)需要膠帶纏裹，以防漏水。

超聲波測(cè)試時(shí)，鉆孔中需充滿(mǎn)水耦合聲波傳播，一般情況下應(yīng)將測(cè)試鉆孔布設(shè)在巷道兩幫，并略向下扎3~5?以便存水，這樣測(cè)試起來(lái)比較方便，當(dāng)鉆孔仰斜或向上時(shí)，為保證鉆孔內(nèi)注滿(mǎn)水，需使用封孔器。  

3.技術(shù)特性

（1)主機(jī)

防爆類(lèi)型: 礦用本質(zhì)安全型  發(fā)射電源：450～500V

分 辨 率：0.1u  外型尺寸:206*102*57mm

重  量：600g

（2)探頭

主  頻：33KHz  外型尺寸: Ø36*220mm

導(dǎo)  線：射頻電線20m  鉆孔直徑：Ø41～45mm

（3)電源

電  池：6節(jié)5號(hào)普通堿性干電池  工作電壓：5V

工作電流：80mA  

4.使用方法

（1)測(cè)試前檢查

  電源電壓：開(kāi)機(jī)后，紅色電源指示燈亮。每組電池可測(cè)5～10個(gè)鉆孔。

探頭絕緣電阻：換能器正極對(duì)絕緣電阻應(yīng)≥500MΩ,否則將影響儀器的發(fā)射和接收能力，甚至不能正常工作。簡(jiǎn)易判別方法：將兩個(gè)換能器接線螺母分別接儀器左邊的發(fā)射接線柱，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)后每5—7秒應(yīng)有“啪、啪”的響聲，若不響說(shuō)明換能器有問(wèn)題，需檢查導(dǎo)線是否有開(kāi)皮短路等現(xiàn)象或更換。

（2）測(cè)試工作

①鉆孔掃眼，清出孔中巖（煤）粉和碎石（煤）碴；

②將探頭送至孔底，封孔器插入孔口并固定好（兩幫向下扎鉆孔不用封孔器）；

③注水。測(cè)桿尾端有連續(xù)水流出時(shí)，表明水已注滿(mǎn)；

④測(cè)試讀數(shù)，將探頭向外逐次抽動(dòng)10cm，讀數(shù)計(jì)時(shí)；

⑤檢查記錄數(shù)據(jù)，決定是否復(fù)測(cè)，初步判定圍巖裂隙松動(dòng)范圍。