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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利一种用超声波弹簧监测锚杆预应力的装置及其使用方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115928817B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310140343.7，技术领域涉及：E02D33/00；该发明授权一种用超声波弹簧监测锚杆预应力的装置及其使用方法是由孟庆彬;宋子鸣;刘滨;李树忱;王襄禹;巨峰;陈梁设计研发完成，并于2023-02-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用超声波弹簧监测锚杆预应力的装置及其使用方法在说明书摘要公布了：本发明公开的一种用超声波弹簧监测锚杆预应力的装置及其使用方法，属于巷道、隧道地下工程支护领域和岩土工程监测技术领域。包括套在锚杆尾部的高强齿轮螺母、超声波弹簧预应力监测仪、可伸缩的托盘螺母稳固器和托盘，锚杆尾部设置有高密螺纹段，其螺纹密度与高强齿轮螺母内螺纹相吻合，超声波弹簧预应力监测仪安装在托盘与高强齿轮螺母之间，在预应力施加的过程中，高强齿轮螺母会挤压内置的压缩弹簧，使预应力与弹簧内力相平衡，超声波测距仪可根据弹簧位移改变量测出预应力的大小，结果由综合型数据读出机直观显示，达到实时监测锚杆预应力状态的目的。其可回收再利用，且安装便捷、高精度、重复使用、经济效益好。

本发明授权一种用超声波弹簧监测锚杆预应力的装置及其使用方法在权利要求书中公布了：1.一种用超声波弹簧监测锚杆预应力的装置，设置在锚杆（9）的尾端，其特征在于：包括布置锚杆（9）位于岩体（8）外侧的托盘（7）和圆环结构的高强齿轮螺母（2），托盘（7）和高强齿轮螺母（2）之间设有超声波弹簧预应力监测仪，以及用于固定高强齿轮螺母（2）与托盘（7）之间的距离、防止岩体（8）向外变形对预应力测量值和施加效果产生破坏影响的托盘螺母稳固器（15）； 所述的超声波弹簧预应力监测仪包括矩形结构的聚合材料外壳（11），聚合材料外壳（11）中间设有容纳锚杆（9）穿过的通孔，利用通孔使超声波弹簧预应力监测仪直接套在锚杆（9）上，聚合材料外壳（11）内设有弹簧踏板，弹簧踏板内设有压缩弹簧（5），压缩弹簧（5）上设有用以测量其受力后压缩量变化的超声波测距仪（13），超声波测距仪（13）通过内置数据线（12）连接至综合型数据读出机（14），超声波测距仪（13）读取压缩弹簧（5）的相向位移弹簧压缩量，之后通过综合型数据读出机（14）计算出预应力值；所述弹簧踏板包括齿轮（3），齿轮（3）的上下两侧分别设有构件一（16）和构件二（6），构件一（16）和构件二（6）上均设有一段与齿轮（3）匹配的传动齿带（4）与齿轮（3）联动，压缩弹簧（5）设置在构件一（16）和构件二（6）之间，从而保证构件一（16）在外力作用下和构件二（6）之间沿齿轮（3）上发生相向移动，并挤压两者之间的压缩弹簧（5），构件一（16）和构件二（6）在与压缩弹簧（5）两端的连接处都设有超声波测距仪（13），能够实时检测构件一（16）和构件二（6）之间的相对距离，并通过综合型数据读出机（14）实时读取压缩弹簧（5）的压力数据； 高强齿轮螺母（2）与构件一（16）接触，当对高强齿轮螺母（2）施加预应力矩时，高强齿轮螺母（2）对构件一（16）产生挤压力，构件一（16）通过齿轮（3），在传动齿带（4）的带动下与构件二（6）之间发生相向位移，位移过程中压缩构件一（16）与构件二（6）之间的压缩弹簧（5）产生内力，此时压缩弹簧（5）的内力与所施加的预应力平衡，数值相等，通过读取压缩弹簧（5）的状态从而实现测量预应力的目的； 为了防止在围岩发生外法线变形的时候，托盘（7）在岩体的推动下对监测仪挤压，使得预应力监测值陡然升高引发严重工程事故，因此在托盘（7）与高强齿轮螺母（2）之间设置维持托盘（7）与高强齿轮螺母（2）之间预应力施加效果不变的托盘螺母稳固器（15），托盘螺母稳固器（15）包括中间长度可调的伸缩杆（18），伸缩杆（18）中部设有调节其长度的长度固定旋钮（19），伸缩杆（18）的一侧不可伸缩端（20）通过高强螺栓（17）与高强齿轮螺母（2）连接；另一侧的不可伸缩端（20）通过高强螺栓（17）与托盘（7）连接；托盘螺母稳固器（15）在预应力施加完成后进行安装，即能够预防由于岩体（8）外法线变形而产生的预应力失效情况，同时又能够保证预应力的测量精度。

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