[實用新型]一種新型光纖光柵錨桿測力計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320185965.3
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN203216647U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱月紅;文繼華;王廣祥;亢俊健
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)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新型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(yán)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(dāng)?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(jìn)行檢測。由于波長是一個絕對參數(shù)，不受總體光強(qiáng)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(zhǔn)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(hù)光纜連接后固定在光纜保護(hù)接頭上，光纜保護(hù)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。

實用新型內(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(bǔ)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底座的彈性受力軸、固定設(shè)置于所述彈性受力軸中上部的溫補(bǔ)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、固定連接于所述彈性受力軸外側(cè)的設(shè)置有FC光纖法蘭盤的保護(hù)套筒以及套置于所述彈性受力軸上并與所述保護(hù)套筒上沿固定連接的密封蓋；所述FC光纖法蘭盤的內(nèi)側(cè)連接所述溫補(bǔ)光纖光柵和測試光纖光柵的尾纖FC-PC接頭。

本實用新型所述溫補(bǔ)光纖光柵和測試光纖光柵是金屬化焊接于所述彈性受力軸上。

本實用新型所述溫補(bǔ)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)。

本實用新型所述保護(hù)套筒通過螺絲固定連接于所述底座的側(cè)邊，所述密封蓋通過螺絲固定連接于所述保護(hù)套筒的上沿。

本實用新型所述保護(hù)套筒、所述彈性受力軸和所述密封蓋的對接處密封有環(huán)氧樹脂M-Bond610。

本實用新型的積極效果：

本實用新型的溫補(bǔ)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(bǔ)光纖光柵用于補(bǔ)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(bǔ)償功能，減少了傳感器的安裝數(shù)量。

本實用新型的溫補(bǔ)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(zhǔn)確、穩(wěn)定。

本實用新型的所述溫補(bǔ)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(hù)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。

本實用新型設(shè)置有保護(hù)套筒，其上設(shè)置有FC光纖法蘭盤，溫補(bǔ)光纖光柵和測試光纖光柵的尾纖FC-PC接頭螺紋連接于FC光纖法蘭盤上，方便與傳輸光纜的連接與更換。

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。