一种矿用本安压力仪表制造技术

一种矿用本安压力仪表，包括表壳、表芯、波登管和连接台座，所述波登管包括连接段、涡卷段和摆动段，所述连接段和摆动段分别连接在涡卷段的两端，所述连接段与连接台座连通，所述表壳中还设置有光栅单元，所述光栅单元包括光栅悬臂梁和应变光栅，所述光栅悬臂梁的一端与连接台座固定连接，另一端通过连接绳与波登管的摆动段末端连接，所述应变光栅沿光栅悬臂梁长度方向，紧贴在光栅悬臂梁表面设置，并通过光纤光缆与设置矿井外的光纤顶板动态监测主机连接，光纤顶板动态监测主机能够解析应变光栅中光信号的波长变化，远程监控并记录压力仪表的压力变化，因为采用了无源本安的光纤技术，不会引爆矿井内的易燃易爆气体。不会引爆矿井内的易燃易爆气体。不会引爆矿井内的易燃易爆气体。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用本安压力仪表


[0001]本技术涉及光纤光栅传感
，具体涉及一种矿用本安压力仪表。

技术介绍

[0002]在矿井作业中有时会发生诸如顶板离层位移塌陷等事故，会造成严重的人员伤亡和财产损失。而经过研究发现，在顶板离层位移塌陷等类似事故发生之前，矿井巷道的墙壁及顶板所承受的压力会发生异常变化，通过监测这种压力异常变化能够对事故的发生做出准确预警，提前通知矿井中的人员进行逃生。
[0003]监测这种压力异常变化主要手段是在墙壁及顶板上钻孔，塞入液压油包，在液压油包上安装压力仪表，通过监控液压油包中的压力变化来感知矿井巷道墙壁及顶板所受压力变化。
[0004]但目前使用的传统压力仪表只能现场实时显示压力变化，方便矿井中的人员进行观察，并不具备记录能力，而对顶板离层位移塌陷等矿难事故的预测，需要对某一时间段内的压力变化进行分析才能够更准确得出，才可以有效避免误报或漏报的情况发生，而且矿难的发生往往是大规模的，矿难预警必须从矿井外发送到各个巷道中，才能更全面且及时的通知工人从矿井中撤出，这些能力是传统压力仪表所不具备的，而在传统压力仪表上加装有源的信号发射器等设备又会存在引爆矿井内易燃易爆气体的风险，而且矿井内环境复杂会严重干扰信号发射器发出的电信号。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术提供一种矿用本安压力仪表，该压力仪表采用光纤技术，将采集到的液压油包的压力变化转化为光纤内光信号的变化，实时传递给矿外的光纤顶板动态监测主机进行解析和记录，光纤技术无源本安的特点，能够避免引爆矿井内易燃易爆气体，而且抗干扰能力强，光信号的传播不容易被干扰。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种矿用本安压力仪表，包括表壳、表芯、波登管和连接台座，所述连接台座一端设置在表壳中与波登管连通，另一端伸出表壳外与液压油包连接，液压油包中的压力变化能够使波登管形变，从而使波登管带动表芯的表针转动，指向表盘上相应的压力刻度，所述波登管包括连接段、涡卷段和摆动段，所述连接段和摆动段分别连接在涡卷段的两端，所述连接段与连接台座连通，所述表壳中还设置有光栅单元，所述光栅单元包括光栅悬臂梁和应变光栅，所述光栅悬臂梁的一端与连接台座固定连接，另一端通过连接绳与波登管的摆动段末端连接，所述应变光栅沿光栅悬臂梁长度方向，紧贴在光栅悬臂梁表面设置，并通过光纤光缆与设置矿井外的光纤顶板动态监测主机连接，光纤顶板动态监测主机能够解析应变光栅中光信号的波长变化，远程监控并记录压力仪表的压力变化，因为采用了无源本安的光纤技术，不会引爆矿井内的易燃易爆气体。
[0008]如上所述的一种矿用本安压力仪表，所述波登管的连接段和摆动段都为直管，所
述涡卷段的形状为螺旋状，所述摆动段的末端通过连接杆与表芯连接，还通过连接绳与光栅悬臂梁连接，所述连接段与摆动段的夹角为30
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60度，当液压油包受到钻孔内壁的挤压时，波登管的涡卷段膨胀变形，进而带动摆动段发生摆动。
[0009]进一步的，所述涡卷段的螺旋圈数为1.5
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3圈，螺旋圈数太少，压力不容易使摆动段产生足够角度的摆动，圈数太多，容易使摆动段摆动幅度过大。
[0010]如上所述的一种矿用本安压力仪表，所述光栅悬臂梁包括固定部、形变部和连接部，所述形变部的形状为等腰三角形，所述连接部设置在形变部顶角的一端，通过连接绳与波登管的摆动段连接，使波登管能够更容易的拉动光栅悬臂梁的形变部发生弯曲变形，所述固定部设置在形变部底边的一端，其通过固定螺栓垂直于连接绳，水平固定在连接台座朝内的一端。
[0011]进一步的，所述形变部的表面设置有光栅槽，所述光栅槽的一端与形变部的顶端连接，另一端与形变部的底边垂直连接，所述应变光栅设置在光栅槽中，以此来防止应变光栅固定在形变部表面上之后出现滑移。
[0012]进一步的，所述连接部上设置有上下贯穿的连接孔，所述连接绳从连接孔中穿过，所述连接绳穿过连接孔之后的位置上设置有固定夹块，所述固定夹块的尺寸大于连接孔的直径，使所述固定夹块能够卡住连接孔，无法从连接孔中穿过。
[0013]进一步的，所述固定夹块的形状包括圆柱形，其轴线垂直于光栅悬臂梁的设置方向，所述固定夹块的一侧设置有固定夹缝，所述固定夹缝的宽度不小于连接绳的直径，用工具夹紧固定夹块，使固定夹缝闭合，即可完成连接绳与固定夹块的固定。
[0014]技术相对于现有技术所取得的有益效果在于：
[0015]本技术一种矿用本安压力仪表，所述压力仪表除了能够利用波登管带动表芯的转动，进而使表针现场指示实时压力之外，其光栅单元还能够将波登管的形变转化为光栅悬臂梁的弯曲形变，进而改变应变光栅中光信号的波长，远程显示并记录液压油包的压力变化，而光栅单元无源且本安的特点能够避免引爆矿井内的易燃易爆气体，使所述压力仪表能够在充满易燃易爆气体的矿井内进行使用。
附图说明
[0016]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。
[0017]在附图中：
[0018]图1为实施例1中一种矿用本安压力仪表的内部结构示意图；
[0019]图2为实施例1中光栅单元的结构示意图；
[0020]图3为实施例1中固定夹块的结构示意图；
[0021]图中各附图标记所代表的组件为：
[0022]1、表壳；2、表芯；21、表针；22、连接杆；3、波登管；31、连接段；32、涡卷段；33、摆动段；34、连接绳；35、固定夹块；36、固定夹缝；4、连接台座；5、光栅单元；51、光栅悬臂梁；52、应变光栅；53、固定部；54、形变部；55、连接部；56、光栅槽；57、连接孔；6、钻孔；7、液压油包。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。
[0024]本技术中提及的方位“前后”、“左右”等，仅用来表达相对的位置关系，而不受实际应用中任何具体方向参照的约束。
[0025]实施例1
[0026]参见图1
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图3，一种矿用本安压力仪表，包括表壳1、表芯2、波登管3和连接台座4，所述连接台座4一端设置在表壳1中与波登管3连通，另一端伸出表壳1外与液压油包7连接，液压油包7中的压力变化能够使波登管3形变，从而使波登管3带动表芯2的表针21转动，指向表盘上相应的压力刻度，用于在矿井巷道中实时显示巷道顶板墙壁的受力情况，所述波登管3包括连接段31、涡卷段32和摆动段33，所述连接段31和摆动段33分别连接在涡卷段32的两端，所述连接段31与连接台座4连通，所述表壳1中还设置有光栅单元5，所述光栅单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用本安压力仪表，包括表壳(1)、表芯(2)、波登管(3)和连接台座(4)，所述连接台座(4)一端设置在表壳(1)中与波登管(3)连通，另一端伸出表壳(1)外与液压油包(7)连接，液压油包(7)中的压力变化能够使波登管(3)形变，其特征在于，所述波登管(3)包括连接段(31)、涡卷段(32)和摆动段(33)，所述连接段(31)和摆动段(33)分别连接在涡卷段(32)的两端，所述连接段(31)与连接台座(4)连通，所述表壳(1)中还设置有光栅单元(5)，所述光栅单元(5)包括光栅悬臂梁(51)和应变光栅(52)，所述光栅悬臂梁(51)的一端与连接台座(4)固定连接，另一端通过连接绳(34)与波登管(3)的摆动段(33)末端连接，所述应变光栅(52)沿光栅悬臂梁(51)长度方向，紧贴在光栅悬臂梁(51)表面设置，并通过光纤光缆与设置矿井外的光纤顶板动态监测主机连接。2.根据权利要求1所述的一种矿用本安压力仪表，其特征在于，所述波登管(3)的连接段(31)和摆动段(33)都为直管，所述涡卷段(32)的形状为螺旋状，所述摆动段(33)的末端通过连接杆(22)与表芯(2)连接，还通过连接绳(34)与光栅悬臂梁(51)连接，所述连接段(31)与摆动段(33)的夹角为30
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60度。3.根据权利要求2所述的一种矿用本安压力仪表，其特征在于，所述涡卷段(32)的螺旋圈数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩会峰，李鑫明，周传凤，侯凡华，
申请(专利权)人：山东道宽智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：