一种矿用光纤静力水准传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及水准测量技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种矿用光纤静力水准传感器


[0001]本技术涉及水准测量
，具体为一种矿用光纤静力水准传感器
。

技术介绍

[0002]为了实时准确获得露天煤矿边坡位移沉降情况，常采用静力水准传感器来进行监测
。
传统的静力水准传感器有电容式
、
压差式
、
磁致伸缩式等，使用现场需要考虑供电问题
、
信号传输距离和环境因素干扰问题
。CN101408463B
公开了一种液位测量精度高的光纤光栅静力水准仪，使用光纤光栅测量浮筒内的液位高度，以提高对液位测量的精度，不过存在着结构设计复杂
、
生产加工难度大的问题
。
如何灵敏检测到沉降情况，获得可靠的监测结果，同时可进行长传输距离且结构设计简单
、
实用性强，是静力水准传感器需要进一步改进的方向
。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种结构简单
、
灵敏度更高的矿用光纤静力水准传感器
。
[0004]本技术技术方案如下：
[0005]一种矿用光纤静力水准传感器，包括壳体和主体基座，所述主体基座活动连接在壳体上，所述主体基座底面的外端面上设置有弹性敏感元件
、
应变光纤和第一悬臂梁，所述弹性敏感元件固定在主体基座底面的外端面上，并与主体基座底面内端面和壳体围合成的空腔连通，所述应变光纤固定在第一悬臂梁上，第一悬臂梁一端固定在主体基座上，另一端与弹性敏感元件端面接触
。
[0006]所述弹性敏感元件为波纹管
。
[0007]通过波纹管的形变，带动悬臂梁发生弯曲变形，进而通过悬臂梁上的应变光纤形变来检测传感器壳体内液体高度的变化，通过传感器液位高度变化得出该测点垂直位移变化，再与基准点位移比对换算从而得出该测量位置的沉降量
。
[0008]所述主体基座底面的外端面上还设置有温度光纤和第二悬臂梁，所述温度光纤固定在第二悬臂梁上，第二悬臂梁一端固定在主体基座上
。
[0009]通过设置温度光纤，对应变结果进行温补修正，消除了因温度变化而产生的应变数据不准确的影响，以得到精确的应变值
。
[0010]所述壳体的侧壁上设有液位指示管和供液体流进或流出的进出口，壳体的顶板上设有透气口，所述液位指示管为透明橡胶软管
。
[0011]所述液位指示管，与主体基座内端面和壳体围合成的空腔连通
。
[0012]所述主体基座底面上设置有贯穿孔，所述弹性敏感元件通过贯穿孔与主体基座底面内端面和壳体围合成的空腔连通
。
[0013]所述壳体内装有液体
。
[0014]所述主体基座侧壁上，设有应变光纤出纤口和温度光纤出纤口
。
[0015]应变光纤通过应变光纤出纤口汇入应变光纤光缆内，温度光纤通过温度光纤出纤
口汇入温度光纤光缆内
。
[0016]本技术的有益效果在于：本技术中的一种矿用光纤静力水准传感器，利用弹性敏感元件的形变，带动第一悬臂梁发生弯曲变形，进而使光纤传感信号发生改变，从而检测壳体内液体高度的变化，即可得知矿区表面位移沉降变化量；另外，设置温度光纤对应变光纤直接获得的应变数值进行温补修正，可以得到更加精确的应变数据；同时光纤传感可实现长距离传输，抗干扰能力强
。
附图说明
[0017]图1为本技术的一种矿用光纤静力水准传感器的结构示意图，
[0018]图2为弹性敏感元件的结构示意图，
[0019]图3为主体基座的结构示意图，
[0020]图4为壳体的结构示意图，
[0021]图5为本技术的一种矿用光纤静力水准传感器的结构示意图，
[0022]附图标记如下：
[0023]1、
壳体，
2、
主体基座，
3、
弹性敏感元件，
4、
第一悬臂梁，
5、
第二悬臂梁，
6、
液位指示管，
7、
应变光纤出纤口，
8、
温度光纤出纤口，
9、
应变光纤光缆，
10、
温度光纤光缆，
11、
进出口，
12、
透气口
。
具体实施方式
[0024]实施例
[0025]如图1‑
图5所示，本实施例提供了一种矿用光纤静力水准传感器，包括壳体1和主体基座2，所述主体基座2活动连接在壳体1上，比如可以是套接或者螺纹连接
。
如图1所示，所述主体基座2底面的外端面设置有弹性敏感元件
3、
应变光纤和第一悬臂梁
4。
如图3所示，主体基座2底面上设置有贯穿孔
。
所述弹性敏感元件3固定在主体基座2底面的外端面上，并通过贯穿孔与主体基座2底面内端面和壳体1围合成的空腔连通，所述应变光纤固定在第一悬臂梁4上，第一悬臂梁4一端固定在主体基座2上，另一端与弹性敏感元件3端面接触
。
[0026]应变光纤传感是通过应变光纤光栅来实现，应变光纤光栅能够实时监测形变信息并将形变信息传递至远程主机
。
[0027]进一步的，所述壳体1内装有液体
。
[0028]液体为防冻液，代替水做介质，避免了在气温低于
0℃
时，水发生结冰膨胀从而导致系统失效的问题
。
另外，防冻液还可以起到消毒杀菌的作用，避免水中微生物的滋长
。
选择有色的防冻液，还可直观看到管道中是否存在气泡
。
[0029]进一步的，如图4所示，壳体1的侧壁上还设有供液体流进或流出的进出口
11
，进出口至少2个，且进出口
11
处安装有快速接头，用于连接软管，以供液体进出
。
[0030]进一步的，在使用过程中，每一个光纤静力水准传感器固定在矿区表面某个位置而成为一个沉降监测点，所有光纤静力水准传感器通过软管相连形成连通器
。
各测点的光纤静力水准传感器通过软管连接，当某个传感器位移发生变化，其传感器内部液体通过软管流动达到最终水平，为了防止液体流动过程中传感器壳体1内部形成真空，如图5所示，在其顶部留有透气孔
12
，保证液体流动顺畅
。
[0031]本技术方案的工作原理为：利用连通器原理，无论何种情况，所有连通的液面均处于同一水平面，由此实现两点之间沉降监测的目的
。
以测量基准点处的光纤静力水准传感器为基准，当矿区某个监测点地面发生沉降时，固定于该测点的光纤静力水准传感器会发生竖直方向移动，光纤静力水准传感器壳体1内液体高度也会发生变化，通过检测光纤静力水准传感器壳体1内液体高度的变化，即可得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种矿用光纤静力水准传感器，其特征在于，包括壳体
(1)
和主体基座
(2)
，所述主体基座
(2)
活动连接在壳体
(1)
上，所述主体基座
(2)
底面的外端面上设置有弹性敏感元件
(3)、
应变光纤和第一悬臂梁
(4)
，所述弹性敏感元件
(3)
固定在主体基座
(2)
底面的外端面上，并与主体基座
(2)
底面内端面和壳体
(1)
围合成的空腔连通，所述应变光纤固定在第一悬臂梁
(4)
上，第一悬臂梁
(4)
一端固定在主体基座
(2)
上，另一端与弹性敏感元件
(3)
端面接触
。2.
根据权利要求1所述的一种矿用光纤静力水准传感器，其特征在于，所述弹性敏感元件
(3)
为波纹管
。3.
根据权利要求1所述的一种矿用光纤静力水准传感器，其特征在于，所述主体基座
(2)
底面的外端面上还设置有温度光纤和第二悬臂梁
(5)
，所述温度光纤固定在第二悬臂梁
(5)
上，第二悬臂梁
(5)
一端固定在主体基座
(2)
上
。4.
根据权利要求1所述的一种矿用光纤静力水准传感器，其特征在于，所述壳体
(1)
的侧壁上设有液位指示管
(6)

【专利技术属性】
技术研发人员：潘心栋，孙涛，刘丕利，庞昆，徐庆清，宋成祥，
申请(专利权)人：山东光安智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：