[实用新型]一种基于光纤光栅的矿山压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感器技术领域，特别涉及一种基于光纤光栅的矿山压力传感器。

背景技术

矿压监测是煤矿安全、高效生产的关键，更是研究采动围岩运动和应力场变化规律的核心。目前，用于煤矿压力检测的传感器有机械式、液压式、电阻应变式、振弦式等。这些传感器须带电工作，易产生电火花，在井下瓦斯浓度较高的情况下反成为安全隐患，而且它们仅适合单点压力测量，难组成网络进行多点、实时、远程在线网络监测。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于光纤光栅的矿山压力传感器，具有结构简单、精度高、长期稳定性好、不受电磁辐射干扰的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于光纤光栅的矿山压力传感器，包括有处于被测对象底部的一次膜片，一次膜片的四周与壳体的外环粘结在一起，壳体的内环上设有二次膜片；二次膜片与一次膜片之间设有传压油腔；传压油腔底部设有油嘴；二次膜片的底部与传压探杆的一端接触，传压探杆的另一端通过楔块孔穿过开口腔体与楔块连接；开口腔体与伸缩杆的上端相连，伸缩杆的下端固定在底座上；伸缩杆设有伸缩弹簧；伸缩杆的两侧分别设有等强度梁A和等强度梁B, 等强度梁A和等强度梁B的下端设有在底座上，两者的上端分别与支杆A、支杆B的一端相连，支杆A、支杆B的另一端顶接在楔块上；光纤光栅A和光纤光栅B分别黏贴在等强度梁A和等强度梁B的上下表面。

所述的二次膜片焊接在壳体的内环上；所述的二次膜片的直径小于一次膜片。

所述的楔块在轴向方向设置开口腔体。

所述的伸缩弹簧直径大于所述的开口腔体直径。

所述的光纤光栅的尾纤一端黏贴在等强度梁A和等强度梁B上,另一端通过引出孔伸出壳体。

所述的传压油腔通过其内部的液压油把一次膜片上受到的矿山压力等值传递到二次膜片上。

所述的引出孔为壳体内部的光纤光栅的尾纤预留的。

所述的传压探杆一端通过螺丝与楔块连接。

所述的等强度梁A和等强度梁B的一端通过螺丝与底座连接。

所述的伸缩杆的一端通过螺丝与底座连接。

所述的支杆A、支杆B的一端通过螺丝与等强度梁A和等强度梁B连接。

本实用新型的有益效果是：

光纤光栅是一种新型的优良应变传感元件，具有抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、测量精度高、结构简单、体积小、重量轻、耗能少、灵敏度高等优点。由于其采用波长解码技术，避免了光源功率和损耗对测量的影响，适合长期监测；将光纤光栅压力传感技术与煤层条件和开采条件相结合，设计适合于煤矿使用的各种光纤光栅压力传感器，为煤矿安全生产提供可靠的信息基础。

与现有的矿压传感器相比，本实用新型的优点在于利用光纤光栅进行压力检测，提出了一种新颖的光纤光栅压力传感器,该传感器继承了悬臂梁光纤光栅传感的优点，操作简便、灵敏度高、动态范围大、光栅损害小,对压力有良好的线性响应度，可以消除温度引起的交叉敏感效应。此外，本实用新型结构简单，抗电磁辐射的干扰，可以广泛的应用在矿山工程、岩土工程、石油化工等恶劣环境的压力检测中。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图1中：1—一次膜片、 2—油嘴、 3—传压油腔、 4—二次膜片、5—传压探杆、 6—开口腔体、 7—楔块、  8、9—支杆、 10、11—等强度梁、12—伸缩弹簧、 13—底座、14、15—光纤光栅、 16—壳体、17—密封螺钉、20—楔块孔、 21—伸缩杆、22—引出孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细描述。