[實用新型]一種礦用大量程光纖光柵無源頂板離層傳感器

有效

• 申請號: 201920086366.3
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN209166369U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 李先峰;常林;常笑笑
• 申請（專利權）人: 山東道寬智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 山東眾成清泰律師事務所 37257
• 代理人: 牟迅;李曉光

一種礦用大量程光纖光柵無源頂板離層傳感器，包括殼體、鋼絲繩滾輪機構、光纖光柵應變機構；其特征在于：光纖光柵應變機構包括第二齒輪，一端與第二齒輪固定并隨第二齒輪轉動的精密絲杠；設有一個斜面的斜面滑塊，斜面滑塊套在精密絲杠上并可以沿絲杠軸向運動；固定在前軸承支撐架上的應變片固定方塊，應變片固定方塊的位置與斜面滑塊相對應；還設有一光纖光柵應變片，光纖光柵應變片的一端由應變片固定方塊固定，另一端為與斜面滑塊的斜面接觸并能相對滑動的自由端，光纖光柵應變片上貼有光纖光柵；將鋼絲繩拉動滾輪的圓周運動變成精密桿上的斜面滑塊軸向運動，光纖光柵的波長變化，實現了實時在線頂板離層動態監測。

技術領域

本實用新型涉及煤礦安全檢測技術領域，尤其涉及一種礦用大量程光纖光柵無源頂板離層傳感器。

背景技術

光纖傳感技術是一門新的科學技術，也是信息社會的一個重要技術基礎，在當代高科技中占有十分重要的位置。光纖傳感技術是二十世紀七十年代左右隨著光纖通信技術的萌芽而迅速建立起來的，通過以光波這一載體并光纖這一媒質，起到具有感知與信號傳輸的新型傳感技術。作為被測量信號載體的光波和作為光波傳播媒質的光纖， 具有一系列獨特的、 其他載體和媒質難以相比的優點。

在對礦山壓力監控的過程中，由于種種客觀和主觀的的原因，而造成采場下沉，嚴重影響了礦山的生產、運輸，以及礦工的人身安全。每年都有相當數量的礦井事故發生，頂板事故是煤礦運輸最嚴重的事故，所以搞好頂板事故的預防是目前煤礦生產技術管理和安全管理工作中一個十分重要的課題。

現有的礦壓檢測裝置不完備，抗干擾能力差，數據傳輸能力差、傳輸距離短，無法無源實時在線監測，大區域檢測傳感器及分站現場供電復雜，隨著礦井的深部開采，要求監測頂板變形量傳感器量程大，現有傳感器量程無法滿足現場實際需要，傳感器數據無法本地實時上傳等往往造成礦井安全監控不到位。

傳感技術是近幾年熱門的應用技術， 傳感器在朝著靈敏、 精確、適應性強、小巧和智慧化的方向發展。在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。

發明內容

本實用新型提供了一種礦用大量程光纖光柵無源頂板離層傳感器，該傳感器能遠程實時監控預警預報，將鋼絲繩的直線拉伸運動傳遞給光纖光柵波長變化，實現鋼絲繩的變化量通過光纖光柵波長的變化實時上傳并顯示出來，量程大，精度高。

本實用新型的技術方案為：

一種礦用大量程光纖光柵無源頂板離層傳感器，包括殼體、鋼絲繩滾輪機構、光纖光柵應變機構；殼體設有前軸承支撐架、中間軸承支撐架、后軸承支撐架；鋼絲繩滾輪機構包括第一齒輪，其特征在于：光纖光柵應變機構包括第二齒輪，一端與第二齒輪固定并隨第二齒輪轉動的精密絲杠；設有一個斜面的斜面滑塊，斜面滑塊套在精密絲杠上并可以沿絲杠軸向運動；固定在前軸承支撐架上的應變片固定方塊，應變片固定方塊的位置與斜面滑塊相對應；還設有一光纖光柵應變片，光纖光柵應變片的一端由應變片固定方塊固定，另一端為與斜面滑塊的斜面接觸并能相對滑動的自由端，光纖光柵應變片上貼有光纖光柵；斜面滑塊軸向運動推動光纖光柵應變片徑向變形，光纖光柵應變片波長變化。

進一步的，為了方便使用并便于軸向運動，所述斜面滑塊為將其一側楞切成斜面的四方螺母。

進一步的，設置兩片光纖光柵應變片，保證了兩片應變片受溫度影響一致，兩個光纖光柵應變片封裝工藝相同，所述的斜面滑塊還設有第二斜面，第二斜面與第一斜面的傾斜角度反向對稱；在斜面滑塊的第二斜面與對應的固定方塊的側面之間設有第二光纖光柵應變片，第二光纖光柵應變片的一端由應變片固定方塊固定，另一端為與斜面滑塊的斜面接觸并能相對滑動的自由端。

進一步的，為了方便使用并便于軸向運動，所述斜面滑塊為將其兩個側楞切成斜面的四方螺母。

進一步的，為了防止光纖振動或生產過程壓斷，所述應變片固定方塊設有光纖導向溝道。