[實用新型]一種鉆孔應力傳感器

有效

• 申請號: 201720254533.1
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206655689U
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 程運宏
• 申請（專利權）人: 山西宏安翔科技股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06;G01L1/22
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本實用新型涉及傳感器技術領域，具體涉及一種鉆孔應力傳感器。

背景技術

目前，在煤礦開采中，為了生產安全要對頂板壓力進行監測。監測方法之一是對巷道圍巖應力進行監測。監測時，在巷道圍巖上鉆若干孔，孔內安裝應力傳感器，應力傳感器采用電阻應變載荷測量原理，輸出標準的電壓信號，通過鉆孔應力傳感器將電壓信號。變送輸出到監測分站。監測分站最大可連接 64 臺鉆孔應力傳感器，監測分站按地址編碼順序巡測顯示各鉆孔應力傳感器變送的數據。鉆孔應力傳感器市場上有的稱為鉆孔應力表或鉆孔應力監測儀。

目前市場上的鉆孔應力傳感器多是在棒狀外殼上設置弧形應力片，用于感知鉆孔內的應力變化，理論上需要應力計與鉆孔相適應，但是在實際操作過程中，一般難以保證鉆孔的直徑，故而造成應力監測失真。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供了一種監測結果更加精確的鉆孔應力傳感器。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種鉆孔應力傳感器，包括控制系統和鉆孔應力計，所述鉆孔應力計包括內部中空外殼，在外殼的內壁設置有多個應力片安置框架，所述應力片安置框架上安裝有應力片，每個應力片中心對應設置一根與應力片接觸的壓力指針，所述外殼的殼體上設置有供壓力指針伸出的孔；所述外殼的內部還設置有一組頂出裝置，所述頂出裝置能夠推動應力片和壓力指針以將壓力指針伸出外殼的殼體，所述每個應力片的信號傳輸線匯聚后與控制系統連接。

進一步的，所述應力片外邊包有固定邊框，所述應力片通過固定邊框設置在應力片安置框架上并能夠在應力片安置框架上上下移動，所述頂出裝置設置有多個頂出爪，所述頂出爪有四根爪指分別對應固定邊框的四角。

本實用新型將應力片設置在應力計內部，并通過壓力指針傳遞壓力，與鉆孔內壁為多點式接觸，比傳統應力片的“面”式接觸檢測結果更精確。

另外，本實用新型采用壓力指針推出式的結構，對鉆孔的精度要求低。比如設計的指針推出鉆孔外的長度為2mm，只需要鉆孔的直徑能夠略大于應力計直徑1-1.5mm就可以了。將應力計放入鉆孔后，只需要傳遞給頂出裝置頂出信號，就可以通過頂出爪將應力片連同壓力指針頂出殼體外。由于頂出長度大于鉆孔與應力計的直徑差，應力片會傳輸給設置在控制系統（傳感器分站）內的單片機一個初始壓力信號，以該初始壓力信號為基準，就能更準確的獲得鉆孔的應力變化。

至于本實用新型所使用的頂出裝置，可以采用齒輪傳動、液壓傳動等形式，在機械領域有多種實現方式，甚至頂出距離也可以設計成多段式頂出。其并不成為限制本實用新型實現的因素。

本實用新型的控制系統（傳感器分站）還可以與多個鉆孔應力計連接

所述控制系統為傳統的傳感器分站基本一致，如包括單片機，所述單片機的輸出端口連接數據顯示模塊，每個所述鉆孔應力計連接的電纜通過傳感器分站電氣接口連接應力計信號激勵模塊的輸入端口，應力計信號激勵模塊產生激勵脈沖，所述應力計信號激勵模塊的輸出端口連接所述單片機的輸入端口。區別僅在于，在數據顯示模塊對應的顯示板上設置有控制按鈕，用于向頂出裝置發出頂出信號。

進一步的，所述固定邊框與鉆孔應力計殼體內壁之間還設置有彈簧，當需要取出應力計時，是需要控制頂出裝置回縮頂出爪，應力片和壓力指針就能夠復位。方便應力計的取出。

本實用新型的有益效果是：本實用新型對鉆孔的精度要求低，可以更精確的監測鉆孔內的應力變化。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中，1為控制系統，2為鉆孔應力計，3為外殼，4為應力片安置框架，5為應力片，6為壓力指針，7為頂出裝置，8為頂出爪。

具體實施方式

下面的實施例可以使本領域技術人員更全面地理解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。

實施例1

一種鉆孔應力傳感器，包括控制系統1和鉆孔應力計2，所述鉆孔應力計2包括內部中空外殼3，在外殼3的內壁設置有多個應力片安置框架4，所述應力片安置框架4上安裝有應力片5，每個應力片5中心對應設置一根與應力片5接觸的壓力指針6，所述外殼3的殼體上設置有供壓力指針伸出的孔；所述外殼3的內部還設置有一組頂出裝置7，所述頂出裝置7能夠推動應力片5和壓力指針6以將壓力指針6伸出外殼3的殼體，所述每個應力片5的信號傳輸線匯聚后與控制系統1連接。