一种三维采动应力分布式监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种三维采动应力分布式监测装置及方法，装置包括：应变测量模块包括第一弹性圆管，第一弹性圆管的内壁可拆卸连接有至少三组应变花；数据采集模块包括第二弹性圆管，第二弹性圆管内设置有数据采集电路板，第二弹性圆管与第一弹性圆管通过连接套筒连接，数据采集电路板与每个应变花相连接；第一弹性圆管和第二弹性圆管的内部设置有与数据采集电路板相连接的测量总线。根据本实施例的技术方案，应变花通过第一弹性圆管的弹性形变检测采动应力数据，至少三组应变花实现采动应力数据的多点多维采集，提高测量的灵活性和精度，将应变花设置在内侧，降低了应变花损坏的风险，提高了元器件的安全性和鲁棒性。提高了元器件的安全性和鲁棒性。提高了元器件的安全性和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维采动应力分布式监测装置及方法


[0001]本专利技术属于采动应力监测
，尤其涉及一种三维采动应力分布式监测装置及方法。

技术介绍

[0002]现如今，在地下资源开采工程中，伴随开采深度不断增加，岩体内部应力对于工程作业的效率和安全影响越来越大，采动应力的监测成为工程活动中亟需解决的重要问题之一，正确监测以获取采动应力分布规律是解决冲击低压、围岩大变形、瓦斯突出等问题的基础。
[0003]在相关技术中提出了采动应力的监测装置，监测装置主要采用圆筒设计，在筒身外侧设置应变花，再将监测装置埋设进围岩测孔进行采动应力的采集。然而，将应变花设置在外侧只能实现单点单向测量，而且布线安装比较复杂，很容易受碰撞发生位移，影响整体测量精度和效率，埋设过程中很容易损坏应变花等较为昂贵的元器件，测试成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种三维采动应力分布式监测装置及方法，能够实现多点多维监测采动应力场，提高测量的灵活性和精度，提高元器件的安全性和装置鲁棒性。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种三维采动应力分布式监测装置，包括：
[0006]应变测量模块，所述应变测量模块包括第一弹性圆管和至少三组应变花，至少三组所述应变花可拆卸连接于所述第一弹性圆管的内壁；
[0007]数据采集模块，所述数据采集模块包括第二弹性圆管和数据采集电路板，所述数据采集电路板设置于所述第二弹性圆管的内部，所述第二弹性圆管与所述第一弹性圆管通过连接套筒连接且相互连通，所述数据采集电路板与每个所述应变花相连接，所述数据采集电路板用于获取各个所述应变花检测到的采动应力数据；
[0008]测量总线，所述测量总线设置于所述第一弹性圆管和所述第二弹性圆管的内部，所述测量总线与所述数据采集电路板相连接，所述测量总线用于传输所述数据采集电路板获取到的所述采动应力数据。
[0009]在一些实施例中，所述连接套筒为柱形套筒，所述第一弹性圆管、所述第二弹性圆管和所述连接套筒同轴。
[0010]在一些实施例中，所述数据采集电路板还设置有角度传感器和温度传感器，所述角度传感器用于采集方位角数据和倾角数据，所述温度传感器用于采集温度数据。
[0011]在一些实施例中，所述第一弹性圆管与所述第二弹性圆管的材料相同，所述第一弹性圆管的横截面与所述第二弹性圆管的横截面的形状和尺寸相同。
[0012]在一些实施例中，所述第一弹性圆管的长度大于所述第二弹性圆管的长度。
[0013]在一些实施例中，所述应变测量模块的数量为多个，所述数据采集模块的数量为多个，所述应变测量模块和所述数据采集模块交替设置，相邻的所述第一弹性圆管和所述
第二弹性圆管通过连接套筒相连接。
[0014]在一些实施例中，所述测量总线包括多条带屏蔽功能的导线，多条所述导线通过联结插头依次连接。
[0015]在一些实施例中，多个所述数据采集电路板通过所述测量总线相互并联。
[0016]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种三维采动应力分布式监测方法，应用如第一方面所述的三维采动应力分布式监测装置，所述三维采动应力分布式监测方法包括：
[0017]将所述三维采动应力分布式监测装置的所述测量总线与监测设备相连接；
[0018]将所述三维采动应力分布式监测装置插设于待测量的围岩测孔；
[0019]当所述监测设备获取到采集数据，根据所述采集数据计算出采动应力场，其中，所述采集数据包括各个所述应变花采集到的所述采动应力数据，所述采集数据通过所述数据采集电路板获取并通过所述测量总线发送至所述检测设备。
[0020]本专利技术实施例提供的三维采动应力分布式监测装置包括：应变测量模块，所述应变测量模块包括第一弹性圆管和至少三组应变花，至少三组所述应变花可拆卸连接于所述第一弹性圆管的内壁；数据采集模块，所述数据采集模块包括第二弹性圆管和数据采集电路板，所述数据采集电路板设置于所述第二弹性圆管的内部，所述第二弹性圆管与所述第一弹性圆管通过连接套筒连接且相互连通，所述数据采集电路板与每个所述应变花相连接，所述数据采集电路板用于获取各个所述应变花检测到的采动应力数据；测量总线，所述测量总线设置于所述第一弹性圆管和所述第二弹性圆管的内部，所述测量总线与所述数据采集电路板相连接，所述测量总线用于传输所述数据采集电路板获取到的所述采动应力数据。根据本实施例的技术方案，应变花通过第一弹性圆管的弹性形变检测采动应力数据，至少三组应变花实现采动应力数据的多点和多维采集，提高测量的灵活性和精度，将应变花设置在第一弹性圆管的内侧，有效降低了应变花损坏的风险，提高了元器件的安全性和鲁棒性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一个实施例提供的三维采动应力监测装置的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术另一个实施例提供的应变测量模块俯视示意图和主视示意图；
[0023]图3是本专利技术另一个实施例提供的数据采集模块俯视示意图和主视示意图；
[0024]图4是本专利技术另一个实施例提供的三维采动应力监测装置的主视剖面图；
[0025]图5是本专利技术另一个实施例提供的多组三维采动应力监测装置串联的示意图；
[0026]图6是本专利技术另一个实施例提供的三维采动应力监测方法的流程图。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、
“”
等是用于区别类似的
对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0029]本专利技术提供了一种三维采动应力分布式监测装置及方法，装置包括：应变测量模块，所述应变测量模块包括第一弹性圆管和至少三组应变花，至少三组所述应变花可拆卸连接于所述第一弹性圆管的内壁；数据采集模块，所述数据采集模块包括第二弹性圆管和数据采集电路板，所述数据采集电路板设置于所述第二弹性圆管的内部，所述第二弹性圆管与所述第一弹性圆管通过连接套筒连接且相互连通，所述数据采集电路板与每个所述应变花相连接，所述数据采集电路板用于获取各个所述应变花检测到的采动应力数据；测量总线，所述测量总线设置于所述第一弹性圆管和所述第二弹性圆管的内部，所述测量总线与所述数据采集电路板相连接，所述测量总线用于传输所述数据采集电路板获取到的所述采动应力数据。根据本实施例的技术方案，应变花通过第一弹性圆管的弹性形变检测采动应力数据，至少三组应变花实现采动应力数据的多点和多维采集，提高测量的灵活性和精度，将应变花设置在第一弹性圆管的内侧，有效降低了应变花损坏的风险，提高了元器件的安全性和鲁棒性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维采动应力分布式监测装置，其特征在于，包括：应变测量模块，所述应变测量模块包括第一弹性圆管和至少三组应变花，至少三组所述应变花可拆卸连接于所述第一弹性圆管的内壁；数据采集模块，所述数据采集模块包括第二弹性圆管和数据采集电路板，所述数据采集电路板设置于所述第二弹性圆管的内部，所述第二弹性圆管与所述第一弹性圆管通过连接套筒连接且相互连通，所述数据采集电路板与每个所述应变花相连接，所述数据采集电路板用于获取各个所述应变花检测到的采动应力数据；测量总线，所述测量总线设置于所述第一弹性圆管和所述第二弹性圆管的内部，所述测量总线与所述数据采集电路板相连接，所述测量总线用于传输所述数据采集电路板获取到的所述采动应力数据。2.根据权利要求1所述的三维采动应力分布式监测装置，其特征在于，所述连接套筒为柱形套筒，所述第一弹性圆管、所述第二弹性圆管和所述连接套筒同轴。3.根据权利要求1所述的三维采动应力分布式监测装置，其特征在于：所述数据采集电路板还设置有角度传感器和温度传感器，所述角度传感器用于采集方位角数据和倾角数据，所述温度传感器用于采集温度数据。4.根据权利要求1所述的三维采动应力分布式监测装置，其特征在于：所述第一弹性圆管与所述第二弹性圆管的材料相同，所述第一弹性圆管的横截面与所述第二弹性圆管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，张梦宇，蒋涛，付连杰，王峰，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：