一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器，光缆与压力感应部件通过光纤光栅连接，数显盒是通过空芯支撑杆内的导线与应变片连接，数显盒用于显示压力感应部件监测的压力值，光缆是用于远程传输该压力值；压力感应部件包括弹性变形体和保护外壳，保护外壳固定安装在弹性变形体外部，圆柱形弹性变形体回转面上均布多个光栅和应变片。本实用新型专利技术传感器因为没有液压油，不会漏油泄压；弹性变形体监测的锚杆索拉力即可以光纤远程传输，也可以应变片现场数显，由于现场数显与远程信号采集为同源采集，故测量精度高误差小，数据传输采用光纤，即能解决之前的现场读取采用油压漏油的缺点，又可以解决远程传输采用电信号的受干扰怕潮湿的缺点。受干扰怕潮湿的缺点。受干扰怕潮湿的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器


[0001]本技术涉及传感器设备
，更具体地说，特别涉及一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器。

技术介绍

[0002]最早的锚杆索传感器都是通过油压外加压力表显示，只能现场读取,无远程监测功能。再后来为解决远程监测，采用电子式的，通过改变阻值传递电信号，而电子式受现场环境影响很大，潮湿、电磁波干扰等缺陷；在之后就出现采用光纤传输的传感器，现有的光纤锚杆索传感器有2种形式。
[0003]一种是采用活塞油压式，做一个空心活塞状油压包，活塞受到的压力通过压力表现场读取，再通过增加三通装置，将该压力再传输给受压变形的光纤监测传感器。缺点受压管路接口太多，极易漏油泄压，监测不准，且泄压后无法继续使用，只能更换；压力表是机械指针式，锚杆索安装高度一般在5米左右，现场可视度很低，且油压表属于测量仪器，需要每年检测标定，增加使用成本。
[0004]另一种是采用应力变形，做一个空心金属体，一般采用45#钢，套在锚杆索上，空心金属体受压后应力变形，改变粘贴在金属体外面的光栅波长，继而检测到压力，缺点是只能远程传输，不能现场读取；应力变形量太小，受热干扰大，测量误差大且不易线性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器。
[0006]为了达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器，包括压力感应部件，还包括远程主机、光缆、空芯支撑杆和数显盒，数显盒与压力感应部件上的应变片为电性连接，数显盒用于显示压力感应部件监测的压力值；光缆与感应部件上的光栅连接，用于远程数据传输，所述压力感应部件包括弹性变形体和保护外壳，保护外壳固定安装在弹性变形体外部，弹性变形体用于套设在锚杆表面，弹性变形体表面安装多个光纤光栅，所述光缆与光纤光栅连接。
[0007]优选地，所述弹性变形体表面粘贴有多个应变片。
[0008]优选地，所述数显盒通过空心支撑杆内的软导线与弹性变形体上粘贴的应变片电性连接，光缆与弹性变形体上粘贴的光纤光栅连接。
[0009]优选地，所述保护外壳为304不锈钢材质结构。
[0010]优选地，所述弹性变形体为65Mn金属材质结构，其形状为管状弓形。
[0011]优选地，所述弹性变形体内壁开设有环槽。
[0012]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0013]本技术传感器因为没有液压油，不会漏油泄压；弹性变形体监测的锚杆索拉力既可以光纤远程传输，也可以通过应变片现场数显，由于现场数显与远程信号采集为同源采集，故测量精度高误差小，数据传输采用光纤，即能解决之前的现场读取采用油压漏油
的缺点，又可以解决远程传输采用电信号的受干扰怕潮湿的缺点。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本技术一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器的结构图；
[0016]图2是本技术一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器的剖视图；
[0017]图3是弹性变形体的俯视图；
[0018]图4是弹性变形体的正视图；
[0019]图5是本技术传感器的安装状态示意图。
[0020]图中：1压力感应部件、11保护外壳、12弹性变形体、13光纤光栅、14环槽、15应变片、2光缆、3空芯支撑杆、4数显盒。
实施方式
[0021]下面结合附图对本技术的优选实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0022]参阅图1
‑
图4所示，本技术提供一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器，包括压力感应部件1，还包括远程主机、光缆2、空芯支撑杆3和数显盒4，光缆2和空芯支撑杆3内的导线均与压力感应部件1电性连接，所述数显盒4与空芯支撑杆3电性连接，数显盒4内部安装有检测电路板和电源电路，检测电路板用于检测和显示压力感应部件1监测的压力值，电源电路用于提供电力，所述压力感应部件1包括弹性变形体12和保护外壳11，保护外壳11固定安装在弹性变形体12外部，弹性变形体12用于套设在锚杆表面，弹性变形体12回转表面均匀安装有多个光纤光栅13，弹性变形体12受压后改变光纤光栅13波长的变量，继而实现数据无源光纤远程传输，通过检测光纤光栅13反射光波长的变化，即可获知外界应变信息。
[0023]本实施例中，所述弹性变形体12回转表面上粘贴有应变片15，通过计算应变片15的阻值变化量求出锚杆索拉力，实现现场压力数显可读。
[0024]本实施例中，所述数显盒4和远程主机分别通过空芯支撑杆3内的导线和光缆2与应变片15和光纤光栅13连接。
[0025]本实施例中，所述保护外壳11为304不锈钢材质结构。
[0026]本实施例中，所述弹性变形体12采用65Mn金属材料加工后热处理，受压后实现线性的弹性变形，其形状为管状弓形，能够套在锚杆表面，并通过螺母进行固定。
[0027]本实施例中，所述弹性变形体12内壁开设有环槽14，弹性变形体12截面为弓形，变形量可控且为线性。
[0028]具体操作及工作原理如下：参阅图5所示，锚杆索插设于煤层内，将弹性变形体12套设在锚杆索下端，并通过螺母进行固定，当锚杆索受压后，弹性变形体12实现线性的弹性
变形，弹性变形体12受压后改变光纤光栅13波长的变量，其数据通过光缆2引出至远程主机，同时应变片15的阻值变化通过数显盒线缆3引出至数显盒4，数显盒4内部电路板能够现场显示压力数据。
[0029]虽然结合附图描述了本技术的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本技术的权利要求所描述的保护范围，都应当在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器，包括压力感应部件，其特征在于：还包括远程主机、光缆、空芯支撑杆和数显盒，数显盒与压力感应部件上的应变片为电性连接，数显盒用于显示压力感应部件监测的压力值，所述压力感应部件包括弹性变形体和保护外壳，保护外壳固定安装在弹性变形体外部，弹性变形体用于套设在锚杆索中，弹性变形体表面安装多个光纤光栅，所述光缆与光纤光栅连接。2.根据权利要求1所述的一种矿用无油数显锚杆索压力光纤传感器，其特征在于：所述弹性变形体表面粘贴多个应变片。3.根据权利要求2所...

【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：