[实用新型]一种钻孔应力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种钻孔应力传感器。

背景技术

目前，在煤矿开采中，为了生产安全要对顶板压力进行监测。监测方法之一是对巷道围岩应力进行监测。监测时，在巷道围岩上钻若干孔，孔内安装应力传感器，应力传感器采用电阻应变载荷测量原理，输出标准的电压信号，通过钻孔应力传感器将电压信号。变送输出到监测分站。监测分站最大可连接 64 台钻孔应力传感器，监测分站按地址编码顺序巡测显示各钻孔应力传感器变送的数据。钻孔应力传感器市场上有的称为钻孔应力表或钻孔应力监测仪。

目前市场上的钻孔应力传感器多是在棒状外壳上设置弧形应力片，用于感知钻孔内的应力变化，理论上需要应力计与钻孔相适应，但是在实际操作过程中，一般难以保证钻孔的直径，故而造成应力监测失真。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种监测结果更加精确的钻孔应力传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种钻孔应力传感器，包括控制系统和钻孔应力计，所述钻孔应力计包括内部中空外壳，在外壳的内壁设置有多个应力片安置框架，所述应力片安置框架上安装有应力片，每个应力片中心对应设置一根与应力片接触的压力指针，所述外壳的壳体上设置有供压力指针伸出的孔；所述外壳的内部还设置有一组顶出装置，所述顶出装置能够推动应力片和压力指针以将压力指针伸出外壳的壳体，所述每个应力片的信号传输线汇聚后与控制系统连接。

进一步的，所述应力片外边包有固定边框，所述应力片通过固定边框设置在应力片安置框架上并能够在应力片安置框架上上下移动，所述顶出装置设置有多个顶出爪，所述顶出爪有四根爪指分别对应固定边框的四角。

本实用新型将应力片设置在应力计内部，并通过压力指针传递压力，与钻孔内壁为多点式接触，比传统应力片的“面”式接触检测结果更精确。

另外，本实用新型采用压力指针推出式的结构，对钻孔的精度要求低。比如设计的指针推出钻孔外的长度为2mm，只需要钻孔的直径能够略大于应力计直径1-1.5mm就可以了。将应力计放入钻孔后，只需要传递给顶出装置顶出信号，就可以通过顶出爪将应力片连同压力指针顶出壳体外。由于顶出长度大于钻孔与应力计的直径差，应力片会传输给设置在控制系统（传感器分站）内的单片机一个初始压力信号，以该初始压力信号为基准，就能更准确的获得钻孔的应力变化。

至于本实用新型所使用的顶出装置，可以采用齿轮传动、液压传动等形式，在机械领域有多种实现方式，甚至顶出距离也可以设计成多段式顶出。其并不成为限制本实用新型实现的因素。

本实用新型的控制系统（传感器分站）还可以与多个钻孔应力计连接

所述控制系统为传统的传感器分站基本一致，如包括单片机，所述单片机的输出端口连接数据显示模块，每个所述钻孔应力计连接的电缆通过传感器分站电气接口连接应力计信号激励模块的输入端口，应力计信号激励模块产生激励脉冲，所述应力计信号激励模块的输出端口连接所述单片机的输入端口。区别仅在于，在数据显示模块对应的显示板上设置有控制按钮，用于向顶出装置发出顶出信号。

进一步的，所述固定边框与钻孔应力计壳体内壁之间还设置有弹簧，当需要取出应力计时，是需要控制顶出装置回缩顶出爪，应力片和压力指针就能够复位。方便应力计的取出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型对钻孔的精度要求低，可以更精确的监测钻孔内的应力变化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1为控制系统，2为钻孔应力计，3为外壳，4为应力片安置框架，5为应力片，6为压力指针，7为顶出装置，8为顶出爪。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

实施例1

一种钻孔应力传感器，包括控制系统1和钻孔应力计2，所述钻孔应力计2包括内部中空外壳3，在外壳3的内壁设置有多个应力片安置框架4，所述应力片安置框架4上安装有应力片5，每个应力片5中心对应设置一根与应力片5接触的压力指针6，所述外壳3的壳体上设置有供压力指针伸出的孔；所述外壳3的内部还设置有一组顶出装置7，所述顶出装置7能够推动应力片5和压力指针6以将压力指针6伸出外壳3的壳体，所述每个应力片5的信号传输线汇聚后与控制系统1连接。