[發明專利]用于礦山開采相似材料模擬實驗的無線測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710080963.0
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106802340B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 張艷麗;伍永平;武會杰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01L1/22
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 陳姍姍

公開了一種用于礦山開采相似材料模擬實驗的無線測量裝置及其測量方法，傳感器(7)包括與上承載板(4)和下承載板(6)緊密接觸的彈性元件(14)和檢測彈性元件(14)變形的變形檢測元件(15)，上承載板(4)和下承載板(6)分別通過連接螺栓(2)與彈性元件(14)定位使得施加在上承載板(4)上的載荷作用于彈性元件(14)，變形檢測元件(15)生成測量信號，數據采集模塊(8)連接所述傳感器(7)以采集所述測量信號，帶有天線(1)的無線通信模塊(9)連接所述數據采集模塊(8)以無線傳輸測量信號，天線(1)從上承載板(4)和保護殼(10)之間伸出。

技術領域

本發明涉及相似材料模擬領域，特別是一種用于礦山開采相似材料模擬實驗的無線測量裝置及其測量方法。

背景技術

相似材料模擬實驗廣泛應用于采礦工程領域，實驗過程中，如何采用先進的測試方法獲取真實可靠的實驗數據是實驗成功與否的關鍵所在，實時監測回采工作面前后方、回采工作面下方以及回采工作面后方煤體中的壓力分布規律，可對現場工作面來壓強度和來壓步距作以預測，為支架選型等提供科學依據。目前，在相似材料模擬實驗中，用于監測煤層覆巖壓力測試的傳感器多為尺寸相對較大的有線傳感器，同時，外部配備數據采集儀及軟件，整個系統較為復雜，給實驗帶來諸多不便，為了克服現有測力系統的不足，研制了一種尺寸較小的無線測力傳感器。

專利文獻CN104614103 A公開的一種無線無源預應力傳感器，用于檢測建筑結構中鋼筋預應力變化的信息，由射頻模塊、電源模塊、數據模塊和調制模塊組成；信號由外部設備發射，經由射頻模塊到達傳感器，經過電源模塊處理成為穩定電壓為整個傳感器供電，數據模塊將采集到的模擬信號轉化為數字信號，并經調制模塊將數據調制到射頻信號上，由外部設備解調獲取。該專利實現以無線無源的輕便方式對建筑的健康性進行定期或者長期的檢測，但該專利沒有上下承載板，無法精確測量承受的載荷，且無線信號微弱，實用性差，該專利的可操作性比較差，無法得知設在建筑結構內的工作狀態、信號是否正常等。

專利文獻CN106128259 A公開的一種相似材料模擬斷層試驗裝置包括框架，所述框架包括上橫梁、下橫梁和側柱，所述下橫梁上安裝夾板，所述夾板可以在下橫梁上滑動并可在下橫梁上固定，所述夾板鉸接轉動板，所述轉動板中央設置長槽，所述長槽中安裝可沿長槽滑動的T型板，所述T型板包括間隔板和限位板，所述上橫梁下方固定設置兩條橫梁支撐梁，所述側柱內側固定設置兩條側柱支撐梁，所述上橫梁下方豎直安裝加壓系統，所述兩側柱內側橫向安裝加壓系統，所述左右兩側柱內側分別設置擋板支撐板，所述擋板支撐板可活動的安裝在上下橫梁上并可沿上下橫梁左右滑動，所述左右兩擋板支撐板之間安裝擋板，所述擋板可相對于兩擋板支撐板左右滑動；所述加壓系統包括下壓裝置、兩個上頂裝置、托架、加壓墊板、壓力傳感器和處理器，所述托架包括底板和與底板固定連接的兩個側翼，所述下壓裝置的活塞桿向下頂在托架的底板上，上頂裝置的活塞桿向上頂在托架的側翼下方，托架下方設置加壓墊板，加壓墊板和托架之間設置壓力傳感器，所述壓力傳感器連接處理器，所述下壓裝置和上頂裝置連接處理器；豎直安裝的加壓系統的下壓裝置的缸筒固定安裝在上橫梁上，上頂裝置的缸筒固定安裝在橫梁支撐梁上，橫向安裝的加壓系統的下壓裝置的缸筒固定安裝在側柱上，兩個上頂裝置的缸筒固定安裝在兩側柱支撐梁上。該專利施加的實際壓力與理論壓力接近，實驗的測量結果精準，但該專利結構復雜，無法便攜地獲得檢測信號，且無線信號微弱，實用性差，該專利的可操作性比較差，無法得知設在建筑結構內的工作狀態、信號是否正常等。