[实用新型]一种矿用光纤顶底板多方向位移传感器

说明书

一种矿用光纤顶底板多方向位移传感器，包括支撑支杆、固定座、外壳、悬臂梁和连接支杆，所述支撑支杆的下端垂直固定在巷道的底板上，上端连接固定座，所述支撑支杆为固定座提供支撑，将所述传感器垂直固定在地面上，所述固定座中设置有数根悬臂梁，所述外壳包裹在固定座的外侧，为固定座的内部空间提供密封，所述悬臂梁包括横臂和竖臂，所述竖臂竖直固定在固定座中，沿竖臂设置有光纤光栅，光纤光栅与设置在巷道外的光纤动态监测主机连接，所述横臂的内端与竖臂垂直连接，所述连接支杆上端连接巷道顶板，下端伸入固定座中通过弹簧与悬臂梁的横臂外端连接，所述传感器准确性更高，只需要在顶板上为连接支杆设置一个连接点，安装更方便快捷。

技术领域

本实用新型涉及矿井监测设备领域，具体涉及一种矿用光纤顶底板多方向位移传感器。

背景技术

矿井在开采过程中需要在地下挖掘巷道，以供采矿人员和采矿车通过，但随着开采进度，巷道会越挖越深，巷道会承受巨大的压力。在压力、岩层活动的影响下，巷道的顶板和底板会发生相对位移，从而导致巷道坍塌等事故，严重危害采矿人员的生命安全。

为了预测该种事故，顶底板位移传感器应运而生，该种传感器设置在巷道的顶板和底板之间，用来监测顶底板的相对位移情况，但一般都只能监测顶底板上下之间的位移情况，如专利号为CN215114413U的专利中提到的一种矿用光纤光栅顶底板位移传感器，该传感器内仅设置了一个单头的悬臂梁，只能监测顶底板上下之间的位移情况，无法监测到顶底板之间水平位移的情况。专利号为CN214893100U的专利中提到了一种光纤光栅顶底板位移传感器悬臂梁，该种悬臂梁设置了数根摇臂，与顶板上的连接点进行连接，能够监测顶底板之间多个方向的位移，但整体结构复杂，安装起来也比较复杂，对各个连接点的位置要求也很高，而且顶底板之间发生相对位移时，各个连接点之间的位移并不一致，这就导致测得的位移数据容易出现误差。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种矿用光纤顶底板多方向位移传感器，该传感器内置了数根悬臂梁，能够同时对顶底板之间多个方向的位移进行监控，同时设计了连接支杆，用来连接顶板和各个悬臂梁，简化了传感器的结构，安装更方便，因为连接支杆与顶板只有一个连接点，所以对顶板位移的监测也更加准确可靠。

本实用新型的技术方案如下：

一种矿用光纤顶底板多方向位移传感器，包括支撑支杆、固定座、外壳、悬臂梁和连接支杆，所述支撑支杆的下端垂直固定在巷道的底板上，上端连接固定座，所述支撑支杆为固定座提供支撑，将所述传感器垂直固定在地面上，所述固定座中设置有数根悬臂梁，所述外壳包裹在固定座的外侧，为固定座的内部空间提供密封，所述悬臂梁包括横臂和竖臂，所述竖臂竖直固定在固定座中，沿竖臂设置有光纤光栅，光纤光栅与设置在巷道外的光纤动态监测主机连接，所述横臂的内端与竖臂垂直连接，所述连接支杆上端连接巷道顶板，下端伸入固定座中通过弹簧与悬臂梁的横臂外端连接，所述传感器相比专利CN214893100U中设置多个连接点的方式，其准确性更高，只需要在顶板上为连接支杆设置一个连接点，安装更方便快捷。

如上所述的一种矿用光纤顶底板多方向位移传感器，所述固定座从上到下依次包括固定盖和固定筒，所述固定筒的中间设置有安置腔，所述悬臂梁均固定连接在安置腔中，所述固定盖的下表面与固定筒的上表面之间设置有支点腔，所述支点腔中设置有支点球，所述连接支杆的下端由上而下从支点球的中间穿过，伸入安置腔中，所述支点球在支点腔中能够自由转动，为连接支杆提供转动支点。

进一步的，所述支点球的外侧表面设置有凸起的第一限位条，所述第一限位条在支点球表面沿经线方向布置，所述支点腔内侧在第一限位条的相对位置设置有第一限位槽，所述第一限位条和第一限位槽的互相配合下，使支点球无法在支点腔中进行沿纬线方向的转动。

进一步的，所述支点球与连接支杆接触的位置设置有由上而下的第二限位槽，所述连接支杆在第二限位槽相对的位置设置有凸起的第二限位条，所述第二限位条与第二限位槽相配合，使连接支杆相对支点球只能上下移动，防止连接支杆与支点球发生相对转动。