[實用新型]一種光纖光柵錨桿測力計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320168249.4
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN203163915U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王廣祥;文繼華;朱月紅;亢俊健
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊經(jīng)濟學(xué)院
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 張素靜

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種光纖光柵錨桿測力計。

背景技術(shù)

煤礦井下作業(yè)是高危險環(huán)境作業(yè)，在采掘工作面經(jīng)常發(fā)生冒頂事故。在事故發(fā)生前往往有比較明顯的預(yù)兆，井下有經(jīng)驗的工人可以通過煤層發(fā)出的聲音來判斷冒頂或煤與瓦斯突出前的征兆。在實際應(yīng)用中，錨桿受力監(jiān)測器是感應(yīng)煤礦井下巖體變化預(yù)判事故的重要工具。

在礦井中，錨桿受力監(jiān)測經(jīng)常采用傳統(tǒng)的電類傳感器，這種傳感器的技術(shù)比較成熟，精度也比較高，但由于使用的環(huán)境惡劣，對傳感器的抗潮、抗腐等特性要求嚴格，同時電類傳感器使用電信號作為傳輸信號，會產(chǎn)生微弱的電火花，當?shù)V井中瓦斯?jié)舛雀叩揭欢ǔ潭鹊臅r候，有可能會引起瓦斯的爆炸，影響礦井的安全。

相比較電信號傳感器，使用光纖光柵傳感器有如下優(yōu)點：

1）光纖光柵使用的是光信號，不會產(chǎn)生電火花，所以在礦井使用時會比電信號的傳感器有更好的安全性；

2）光纖光柵傳感器在井下使用光纜連接，不使用電源，從而避免因電源干擾產(chǎn)生的錯誤信息；

3）光纖光柵傳感器屬于波長調(diào)制型非線性作用的光纖傳感器。通過待測量調(diào)制入射光束的波長，測量反射光的波長變化進行檢測。由于波長是一個絕對參數(shù)，不受總體光強水平、連接光纖及耦合損耗或者光源能量的影響，因此比其他的方式更加穩(wěn)定、準確。

由于光纖光柵傳感器具有以上電類傳感器無法替代的優(yōu)勢，正逐步引起人們的廣泛關(guān)注。專利201210224224.1設(shè)計了一種光纖光柵測力錨桿，安裝方便、易于操作，并且光纖光柵應(yīng)變傳感器與錨桿是一一對應(yīng)固定關(guān)系，在施工過程中如果發(fā)現(xiàn)傳感器受損，不能中途拆卸。專利201220191054.7設(shè)計了一種光纖光柵錨桿測力傳感器，首先將光纖光柵封裝在受力彈性體的凹槽內(nèi)，再將光纖光柵的尾纖與保護光纜連接后固定在光纜保護接頭上，光纜保護接頭螺紋連接在光纜固定基座上，光纜固定基座通過螺紋固定在受力彈性體上。在施工現(xiàn)場先將錨桿連接頭焊接在錨桿上，然后通過錨桿連接筒與受力彈性體螺絲固定在一起，故導(dǎo)致安裝過程容易出現(xiàn)火花，影響礦井的安全。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供了一種能在施工現(xiàn)場簡捷安裝于錨桿上，在傳感器出現(xiàn)受損時快速更換，可重復(fù)使用的同時盡量減少傳感器的使用數(shù)量的具有溫度自補償功能的光纖光柵錨桿測力計。

本實用新型的技術(shù)方案：

本實用新型包括具有上沿和下沿的彈性受力軸、固定設(shè)置于所述彈性受力軸中上部的溫補光纖光柵、固定設(shè)置于所述彈性受力軸中部的測試光纖光柵、設(shè)置于所述彈性受力軸中間的通孔以及固定連接于所述彈性受力軸外側(cè)的設(shè)置有光纜輸出口的保護套筒。

本實用新型所述溫補光纖光柵和測試光纖光柵是焊接于所述彈性受力軸上。

本實用新型所述溫補光纖光柵和測試光纖光柵為同一根光纖上制作的兩個柵區(qū)，其尾纖外側(cè)包置有保護光纜。

本實用新型所述上沿為平臺，所述下沿為內(nèi)臺小于外臺的階梯臺；所述保護套筒的厚度與所述下沿的內(nèi)臺和外臺的差值相同；所述的保護套筒通過螺絲固定連接于所述下沿的內(nèi)臺外側(cè)。

本實用新型所述下沿的內(nèi)臺上與所述光纜輸出口相對應(yīng)的位置設(shè)置有用于卡置和保護所述溫補光纖光柵和測試光纖光柵尾纖的凹槽。

本實用新型所述保護套筒與所述彈性受力軸的對接處通過環(huán)氧樹脂M-Bond610密封。

本實用新型的積極效果：

本實用新型的溫補光纖光柵固定設(shè)置于彈性受力軸的中上部，測試光纖光柵固定設(shè)置于彈性受力軸的中部，溫補光纖光柵用于補償由于溫度影響導(dǎo)致的波長偏移，測試光纖光柵用于測量錨桿的受力情況；本實用新型具有溫度自補償功能，減少了傳感器的安裝數(shù)量。

本實用新型的溫補光纖光柵和測試光纖光柵通過金屬化焊接固定于所述彈性受力軸上，可以避免膠粘導(dǎo)致波長蠕變的缺陷，使測量更準確、穩(wěn)定。

本實用新型的所述溫補光纖光柵與測試光纖光柵為同一根光纖上制作的兩個柵區(qū)，方便尾纖的保護與輸出。

本實用新型的中間設(shè)置有通孔，安裝時可以將本實用新型直接套裝在錨桿上，非常簡捷；如果發(fā)現(xiàn)傳感器出現(xiàn)異常，可以快速將其更換。如果在錨桿安全監(jiān)測結(jié)束后，沒有發(fā)生損壞，可以拆下來重復(fù)利用。

本實用新型可以實現(xiàn)在一根光纜上可以串接數(shù)十個光纖光柵傳感器，在巷道中危險操作面等需要的部位可以密集的安裝，因此在任何部位發(fā)生異常現(xiàn)象，都能及時傳輸?shù)骄希@樣就可及時通知井下所有礦工立即撤離，從而保障了礦工們的生命安全。