本申请属于煤矿开采技术领域，公开了一种矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，包括设置在岩石层的第一基点和设置在煤层的第二基点，所述第一基点和第二基点分别通过钢丝绳与其下方的检测模块的绳轮连接，所述绳轮通过齿轮传动单元与数显单元连接，所述齿轮传动单元还连接有形变单元，所述形变单元通过光纤与远程监测单元连接。通过煤层的位移带动钢丝绳的拉伸从而驱动齿轮转动并通过数显单元显示，能够实时显示煤层的位移情况，精确度高且不需要外接电源，可以保证煤矿巷道安全；再通过设置形变单元，利用光纤传输将形变单元的形变量传送到远程监测单元，可实现煤层的位移的远程监测，且光纤传输同样不需要电源，有效保证巷道安全。安全。安全。
【技术实现步骤摘要】
矿用无源数显顶板离层光纤传感装置
[0001]本技术涉及煤矿开采
，特别涉及一种矿用无源数显顶板离层光纤传感装置。
技术介绍
[0002]目前，我国煤矿开采过度而且缺乏现有的保障措施，导致问题频发，主要表现在：被采煤掏空后下方形成空心层，上方大量的岩石层土在压力作用下发成位移和沉降，导致煤层沉降问题严重，严重时出现巷道坍塌，造成人员伤亡。
[0003]目前常用的预测煤层沉降的方法主要是对矿井下支柱变形量进行预测，以判断煤层和岩石层沉降情况。而矿井支柱的变形需要人工测量，测量存在误差，由于数据的测量和计算监测需要人工进行，就会存在检测人员未巡视至该区域而该区域发生了位移和沉降未被监测到，存在监管盲区。而且数据不能实时传输至中央控制室自动计算输出结果，需要后续的人工测算才能知道位移是否发生，数据处理比较复杂，滞后性较为严重，不能实时反应出煤矿井下煤层的状态。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题，本技术提供一种矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，可以实时检测煤层及岩石层沉降情况。
[0005]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，包括设置在岩石层的第一基点和设置在煤层的第二基点，所述第一基点和第二基点分别通过钢丝绳与其下方的检测模块的绳轮连接，所述绳轮通过齿轮传动单元与数显单元连接，所述齿轮传动单元还连接有形变单元，所述形变单元通过光纤与远程监测单元连接。
[0006]通过采用上述技术方案，设置第一基点、第二基点以及检测模块，通过钢丝绳的拉伸来检测煤层的位移，整个检测模块采用齿轮传动结构，通过煤层的位移带动钢丝绳的拉伸从而驱动齿轮转动并通过数显单元显示，能够实时显示煤层的位移情况，精确度高且不需要外接电源，可以保证煤矿巷道安全；再通过设置形变单元，利用光纤传输将形变单元的形变量传送到远程监测单元，可实现煤层的位移的远程监测，且光纤传输同样不需要电源，有效保证巷道安全。
[0007]进一步的，所述检测模块包括壳体，所述壳体设置在煤层下方且与煤层相对固定。
[0008]通过采用上述技术方案，将检测模块相对固定设置在煤层下方，即检测模块会随煤层的沉降同时向下位移，从而可通过两个基点下方对应的检测模块判断出煤层位移的位置。
[0009]进一步的，所述壳体上转动设置有绳轮轴，绳轮轴上设置有发条弹簧，绳轮固定在绳轮轴上且内部设有空腔与发条弹簧配合，钢丝绳的一端固定在第一基点或第二基点处，另一端固定缠绕在绳轮上。
[0010]通过采用上述技术方案，在绳轮内设置发条弹簧，钢丝绳缠绕在绳轮上后，发条弹簧可将钢丝绳预紧，降低测量误差。
[0011]进一步的，所述绳轮轴的一端伸出壳体设置有手柄，另一端固定设置有锁紧轮，齿轮传动单元包括齿套，齿套设有内齿与锁紧轮配合。
[0012]通过采用上述技术方案，在绳轮轴上设置手柄和锁紧轮，使用时通过手柄将绳轮轴及绳轮向外抽出使锁紧轮与齿套分离，然后将钢丝绳缠绕在绳轮上，同时对发条弹簧蓄力，最后再通过手柄将绳轮轴及绳轮向内推，使锁紧轮进入齿套内并与齿套啮合，从而实现绳轮与齿轮传动单元的连接。
[0013]进一步的，所述齿套远离绳轮的一端固定连接有第一齿轮，第一齿轮上啮合有第二齿轮，第二齿轮一侧同步转动设置有第三齿轮，第三齿轮上啮合有第四齿轮，第四齿轮与数显单元连接。
[0014]通过采用上述技术方案，在第一齿轮与数显单元之间设置第二齿轮、第三齿轮及第四齿轮，可通过设置各齿轮之间的齿数比来控制各齿轮之间的传动比，从而保证数显单元显示的数值与煤层沉降的位移值一致。
[0015]进一步的，所述数显单元包括与第四齿轮同步转动连接的第一数显轮，第一数显轮一侧同步转动设置有第一步进齿轮，第一步进齿轮与第一联动齿轮的半齿部啮合，第一联动齿轮的全齿部与第一随动齿轮啮合，第一随动齿轮侧边同步转动设置第二数显轮和第二步进齿轮，第二步进齿轮与第二联动齿轮的半齿部啮合，第二联动齿轮的全齿部与第二随动齿轮啮合，第二随动齿轮侧边同步转动设置第三数显轮，所述第一数显轮、第一步进齿轮、第一随动齿轮、第二数显轮、第二步进齿轮、第二随动齿轮、第三数显轮同轴设置，所述第一联动齿轮和第二联动齿轮同轴设置。
[0016]通过采用上述技术方案，设置数显轮、步进齿轮、联动齿轮和随动齿轮，实现3个数显轮之间的联动，使得数显单元所显示的数值能够达到三位数。
[0017]进一步的，所述第一齿轮远离第二齿轮的一侧啮合有第五齿轮，壳体的中间侧板上固定设置有套管，套管内螺纹连接有丝杆，所述丝杆的一端固定设置有转动轮，转动轮与第五齿轮啮合，壳体上还悬伸设置有弹簧片，所述丝杆的另一端与弹簧片贴合，所述弹簧片通过光纤与远程监测单元连接。
[0018]通过采用上述技术方案，设置丝杆和弹簧片，当煤层出现位移时，第一齿轮带动第五齿轮转动，第五齿轮带动转动轮转动，转动轮带动丝杆沿轴向运动顶推弹簧片使弹簧片发生形变，在通过光纤将弹簧片形变传动到远程监测单元，通过远程监测单元将弹簧片形变转化成煤层位移量并显示出来，实现煤层位移的远程监测。
[0019]综上所述，本技术具有以下有益效果：
[0020]1、本申请中，通过设置第一基点、第二基点以及检测模块，通过钢丝绳的拉伸来检测煤层的位移，整个检测模块采用齿轮传动结构，通过煤层的位移带动钢丝绳的拉伸从而驱动齿轮转动并通过数显单元显示，能够实时显示煤层的位移情况，精确度高且不需要外接电源，可以保证煤矿巷道安全；
[0021]2、本申请中，将检测模块相对固定设置在煤层下方，即检测模块会随煤层的沉降同时向下位移，从而可通过两个基点下方对应的检测模块判断出煤层位移的位置，若只有第一基点对应的检测模块数值发生变化，则说明是第一基点与第二基点之间的煤层发生沉
降；若第一基点和第二基点对应的检测模块数值都发生变化，则说明是第二基点以下的煤层发生位移；
[0022]3、本申请中，通过设置丝杆和弹簧片，当煤层出现位移时，第一齿轮带动第五齿轮转动，第五齿轮带动转动轮转动，转动轮带动丝杆沿轴向运动顶推弹簧片使弹簧片发生形变，在通过光纤将弹簧片形变传动到远程监测单元，通过远程监测单元将弹簧片形变转化成煤层位移量并显示出来，实现煤层位移的远程监测，且光纤传输同样不需要电源，有效保证巷道安全。
附图说明
[0023]图1是本技术实施例的整体结构示意图；
[0024]图2是本技术实施例检测模块的整体结构示意图；
[0025]图3是本技术实施例检测模块的剖面图；
[0026]图中：A、岩石层；B、煤层；1、第一基点；2、第二基点；10、钢丝绳；20、检测模块；21、壳体；30、绳轮；31、绳轮轴；32、发条弹簧；33、手柄；34、锁紧轮；40、齿轮传动单元；41、齿套；42、第一齿轮；43、第二齿轮；44、第三齿轮；45、第四齿轮；46、第五齿轮；50、数显单元；51、第一数显轮；52、第一步进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，其特征是：包括设置在岩石层（A）的第一基点（1）和设置在煤层（B）的第二基点（2），所述第一基点（1）和第二基点（2）分别通过钢丝绳（10）与其下方的检测模块（20）的绳轮（30）连接，所述绳轮（30）通过齿轮传动单元（40）与数显单元（50）连接，所述齿轮传动单元（40）还连接有形变单元（60），所述形变单元（60）通过光纤与远程监测单元（70）连接。2.根据权利要求1所述的矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，其特征是：所述检测模块（20）包括壳体（21），所述壳体（21）设置在煤层（B）下方且与煤层（B）相对固定。3.根据权利要求2所述的矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，其特征是：所述壳体（21）上转动设置有绳轮轴（31），绳轮轴（31）上设置有发条弹簧（32），绳轮（30）固定在绳轮轴（31）上且内部设有空腔与发条弹簧（32）配合，钢丝绳（10）的一端固定在第一基点（1）或第二基点（2）处，另一端固定缠绕在绳轮（30）上。4.根据权利要求3所述的矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，其特征是：所述绳轮轴（31）的一端伸出壳体（21）设置有手柄（33），另一端固定设置有锁紧轮（34），齿轮传动单元（40）包括齿套（41），齿套（41）设有内齿与锁紧轮（34）配合。5.根据权利要求4所述的矿用无源数显顶板离层光纤传感装置，其特征是：所述齿套（41）远离绳轮（30）的一端固定连接有第一齿轮（42），第一齿轮（42）上啮合有第二齿轮（43），第二齿轮（43）一侧同步转动设置有第三齿...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈秀，
申请(专利权)人：济南江丰电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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