[實(shí)用新型]礦用光纖光柵震動(dòng)傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920030450.X
• 申請(qǐng)日: 2009-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201429460Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳祥力;劉旭軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陳祥力
• 主分類(lèi)號(hào): G01H9/00
• 分類(lèi)號(hào): G01H9/00;G01D5/26
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王汝銀

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種能夠測(cè)量井下巖體微震動(dòng)的光纖光柵震動(dòng)傳感器。用于長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)礦井沖擊地壓引起的巖體震動(dòng)，檢測(cè)巖體的穩(wěn)定性以及由于巖體震動(dòng)引起的煤層瓦斯附存狀態(tài)的變化，屬于光傳感測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

礦井下巖體是一種應(yīng)力巖體，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，由于巖體內(nèi)微破裂和宏觀破裂的產(chǎn)生引起巖體微震動(dòng)；反之，巖體的微震動(dòng)可以說(shuō)明巖體內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生了變化，或者說(shuō)明了巖體內(nèi)有震動(dòng)源。從而可以分析引起這些變化的相關(guān)因素，例如井下瓦斯突出前的巖體動(dòng)力情況，井下巷道的支護(hù)穩(wěn)定性等。

目前，礦井下一般采用供電式震動(dòng)傳感器，其原理是傳感器內(nèi)設(shè)置一個(gè)電磁感應(yīng)線圈，外部震動(dòng)引起電磁感應(yīng)電流發(fā)生變化，這個(gè)變化的電流作為傳感器的輸出信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的特點(diǎn)是：信號(hào)小，需要進(jìn)行前端放大，在井下復(fù)雜的電磁環(huán)境下，傳感器的輸出信號(hào)很容易受到干擾，傳感器輸出到信號(hào)接收之間的線段距離受到限制。整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在井下需要安裝傳感器、井下分站、井下電源和向井上傳輸信號(hào)的電纜。將這個(gè)連續(xù)變化的模擬信號(hào)傳輸?shù)骄闲枰惶讖?fù)雜的計(jì)算機(jī)傳輸系統(tǒng)。

另外，供電式傳感器必須使用電源，這樣存在安全隱患；而且煤礦生產(chǎn)是在井下不斷變化的環(huán)境中進(jìn)行的，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要經(jīng)常移動(dòng)。現(xiàn)有的微震動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在需要井下移動(dòng)時(shí)很不方便。

專(zhuān)利號(hào)為200510019733.0的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)一篇“可調(diào)諧匹配濾波解調(diào)的光纖光柵振動(dòng)傳感器”，他采用的測(cè)震方法為：利用兩個(gè)相互垂直的懸臂梁，懸臂梁為片狀懸臂梁，這種傳感器對(duì)傳感的震動(dòng)方向要有預(yù)先的了解，也就是說(shuō)傳感器最敏感的傳感方向是一個(gè)直線方向，與最敏感方向相垂直的方向是最不敏感的方向。這種傳感器主要是用在預(yù)先已知道震動(dòng)方向的地方。在礦井下巖體震動(dòng)的方向是未知的，使用這種傳感器對(duì)平行于懸臂梁片狀方向的震動(dòng)檢測(cè)不到。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種礦用光纖光柵震動(dòng)傳感器，該傳感器利用光纖光柵能夠在未知震動(dòng)方向的情況下檢測(cè)有無(wú)震動(dòng)，不使用電源而是使用光源作為媒介。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：該種礦用光纖光柵震動(dòng)傳感器，其特征是，包括傳感器基座和與基座相連的防護(hù)殼體，在防護(hù)殼體內(nèi)部設(shè)有一小殼體，小殼體和傳感器基座通過(guò)傳感器支架相連接；一懸臂梁穿過(guò)小殼體的端面伸入小殼體內(nèi)，懸臂梁前端與一個(gè)質(zhì)量塊相連，所述的懸臂梁和質(zhì)量塊的橫截面即與軸線垂直的截面均為中心對(duì)稱(chēng)圖形，懸臂梁和質(zhì)量塊相鄰端面的中心點(diǎn)重合；懸臂梁的側(cè)面上粘接固定有光纖光柵，光纖光柵與懸臂梁的軸線平行；所述的傳感器基座與一個(gè)喇叭口螺紋連接，在喇叭口的中心孔內(nèi)安裝有一根礦用光纜，光纖光柵末端伸出小殼體端面與喇叭口中心孔內(nèi)的礦用光纜相連。

所述的懸臂梁和質(zhì)量塊的橫截面為邊數(shù)不小于六邊的正多邊形。

所述的懸臂梁和質(zhì)量塊的橫截面為圓形。

所述的防護(hù)殼體為圓柱狀，防護(hù)外殼在與傳感器基座相對(duì)的一端設(shè)有倒角。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型不使用電源，而是采用光作為傳感和傳輸信號(hào)，非常有利于在煤礦等礦井下作為本質(zhì)安全型傳感器，不存在現(xiàn)有的供電式傳感器因使用電源造成礦井下存在不安全因素的問(wèn)題。

2、懸臂梁的橫截面采用中心對(duì)稱(chēng)圖形，具體地說(shuō)是六邊及六邊以上的正多邊形或圓形，對(duì)于無(wú)法預(yù)知方向的震動(dòng)也可以正常檢測(cè)，比起現(xiàn)有檢測(cè)未知方向的震動(dòng)需要同時(shí)安裝三個(gè)片狀懸臂梁震動(dòng)傳感器的檢測(cè)方法降低了成本。

3、本實(shí)用新型不受安裝方向的影響。在煤層內(nèi)或巖層內(nèi)安裝時(shí)，只需用鉆鉆一個(gè)數(shù)米或十幾米深的孔，然后再將傳感器放入孔中，無(wú)需判斷方向，安裝非常方便。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中質(zhì)量塊的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中懸臂梁和光纖光柵的連接示意圖。

圖中：1小殼體，2質(zhì)量塊，3懸臂梁，4光纖光柵，5粘結(jié)劑，6傳感器支架，7基座，8防護(hù)外殼，9礦用光纜，10喇叭口。

具體實(shí)施方式

如圖1所示。一種礦用光纖光柵震動(dòng)傳感器，包括傳感器基座7和與基座7相連的防護(hù)殼體8，在防護(hù)殼體8內(nèi)部設(shè)有一小殼體1，小殼體1和傳感器基座7通過(guò)傳感器支架6相連；一懸臂梁3穿過(guò)小殼體1的端面伸入小殼體1內(nèi)。