礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置制造方法
【專利摘要】礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，涉及一種礦井多參數(shù)耦合測定裝置，它可以同時準(zhǔn)確測定動力災(zāi)害發(fā)生時圍巖各個方向的應(yīng)力、瓦斯壓力和溫度指標(biāo)參數(shù)。端蓋與圓柱形載體的第一中心孔螺紋連接，端蓋的外端面固定有推力傳感器，壓力傳感器和溫度傳感器均設(shè)置在所述的第一中心孔內(nèi)，壓力傳感器固定在端蓋上，溫度傳感器固定在第一中心孔的內(nèi)壁上，圓柱形載體的側(cè)壁上位于同一橫截面上開設(shè)有兩個與第二中心孔相通的安裝孔，兩個安裝孔內(nèi)分別固定測力傳感器一和二，兩個測力傳感器相隔90°設(shè)置，自鎖緊接桿與圓柱形載體的第四中心孔螺紋連接，自鎖緊接桿一端設(shè)置在第一中心孔內(nèi)，另一端與標(biāo)準(zhǔn)桿連接器連接。本實用新型用于礦井圍巖多參數(shù)耦合測定。
【專利說明】礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種礦井多參數(shù)耦合測定裝置，尤其是能測定礦井圍巖應(yīng)力，瓦斯壓力、溫度于一體的測定裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]測定礦井圍巖應(yīng)力、瓦斯壓力和溫度的參數(shù)，目前主要采用的分別為應(yīng)力傳感器、瓦斯壓力傳感器及溫度傳感器，如果測量某一個位置圍巖應(yīng)力、瓦斯壓力和溫度參數(shù)就需要同時布置以上三種傳感器，同時布置這三種傳感器需要在圍巖內(nèi)打三個鉆孔，并且不能在同一圍巖位置布置三種傳感器，而對于礦井深部開米來說，圍巖應(yīng)力、瓦斯壓力和溫度這三個參數(shù)對于研究深部圍巖破壞機理有著重要的作用，測試的精度直接影響深部圍巖破壞機理研究。另外，現(xiàn)有的礦井應(yīng)力傳感器主要測定圍巖內(nèi)某一個方向的應(yīng)力狀態(tài)，而圍巖內(nèi)部各個方向的應(yīng)力狀態(tài)差別較大，單純采用單一方向的應(yīng)力傳感器很難準(zhǔn)確測量圍巖內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)。如果要同時測定圍巖各個方向的應(yīng)力狀態(tài)，就需要布置多個應(yīng)力傳感器，這樣使得工作量增大，并且很難真實反映某一個固定位置各個方向的應(yīng)力狀態(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，它可以同時準(zhǔn)確測定動力災(zāi)害發(fā)生時圍巖各個方向的應(yīng)力、瓦斯壓力和溫度指標(biāo)參數(shù)。
[0004]實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0005]礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，它包括自鎖緊接桿、標(biāo)準(zhǔn)桿連接器、圓柱體結(jié)構(gòu)件、五個傳感器，所述的五個傳感器包括四個力傳感器和一個溫度傳感器，所述的四個力傳感器包括一個推力傳感器、一個壓力傳感器及兩個測力傳感器，所述的兩個測力傳感器分別是測力傳感器一和測力傳感器二，所述的圓柱體結(jié)構(gòu)件包括圓柱形載體及端蓋；所述的圓柱形載體內(nèi)沿軸向由圓柱形載體的一端向另一端依次加工有第一中心孔、第二中心孔、第三中心孔及第四中心孔，所述的第二中心孔的孔徑小于第三中心孔的孔徑，所述的第三中心孔的孔徑小于第一中心孔的孔徑，所述的第一中心孔的孔徑小于第四中心孔的孔徑；第一中心孔的孔壁位于端口處加工有一段內(nèi)螺紋，第四中心孔為內(nèi)螺紋孔，所述的端蓋的外側(cè)壁上加工有一段外螺紋，端蓋與第一中心孔螺紋連接，端蓋的外端面固定有推力傳感器，所述的壓力傳感器和溫度傳感器均設(shè)置在第一中心孔內(nèi)，且壓力傳感器固定在端蓋上，溫度傳感器固定在第一中心孔的內(nèi)壁上，圓柱形載體的側(cè)壁上位于同一橫截面上開設(shè)有兩個與第二中心孔相通的安裝孔，其中一個安裝孔內(nèi)固定測力傳感器一，另一個安裝孔內(nèi)固定測力傳感器二，所述的兩個測力傳感器相隔90°設(shè)置，所述的自鎖緊接桿的外壁的一段加工有外螺紋，自鎖緊接桿與圓柱形載體的第四中心孔螺紋連接，且自鎖緊接桿一端設(shè)置在第一中心孔內(nèi)，自鎖緊接桿的中部設(shè)有軸向通孔，所述的標(biāo)準(zhǔn)桿連接器設(shè)置在圓柱形載體外部且與自鎖緊接桿另一端相連接。
[0006]本實用新型的有益效果在于:
[0007]1、本實用新型的礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置通過兩個測力傳感器、一個推力傳感器、一個壓力傳感器，可測量該裝置上下、前后及徑向五個方向應(yīng)力及瓦斯壓力。其中，推力傳感器可測量該裝置向右方向的推力；位于圓柱形載體的同一橫截面上，且二者呈90°設(shè)置的兩個測力傳感器(為雙向測力傳感器)可測量該裝置所在環(huán)境位置的上方壓力及相反方向的反作用力以及左側(cè)的受力及右側(cè)的反向受力。壓力傳感器為一個絕壓壓力傳感器，用于測量該環(huán)境的瓦斯壓力；溫度傳感器可測量該裝置附近的環(huán)境溫度，為礦井災(zāi)害預(yù)警提供監(jiān)測數(shù)據(jù)支持。
[0008]2、通過標(biāo)準(zhǔn)桿連接器和自鎖緊接桿連接，將該裝置推入預(yù)定位置，具有使用、安裝方便的特點。
[0009]3、本測定裝置合理的將五個方向應(yīng)力、瓦斯壓力、環(huán)境溫度測量的傳感器集成在一個圓柱體結(jié)構(gòu)件上，且安裝簡便、測量有效，可以有效減少現(xiàn)場的安裝、布線等多個安裝環(huán)節(jié)，提高了工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置主剖視圖；
[0011]圖2為本實用新型的工作原理框圖。
[0012]推力傳感器1、壓力傳感器2、溫度傳感器3、測力傳感器一 4、自鎖緊接桿5、信號導(dǎo)線6、標(biāo)準(zhǔn)桿連接器7、圓柱體結(jié)構(gòu)件8、圓柱形載體9、端蓋10、第一中心孔11、第二中心孔12、第三中心孔13、第四中心孔14、第一段圓柱體15、第二段圓柱體16、第三段圓柱體17、放大器18、分站19、本安電源20、總控室21、測力傳感器二 22、信號集成箱23。

【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，它包括自鎖緊接桿5、標(biāo)準(zhǔn)桿連接器7、圓柱體結(jié)構(gòu)件8、五個傳感器，所述的五個傳感器包括四個力傳感器和一個溫度傳感器3，所述的四個力傳感器包括一個推力傳感器1、一個壓力傳感器2及兩個測力傳感器，所述的兩個測力傳感器分別是測力傳感器一 4和測力傳感器二 22，所述的圓柱體結(jié)構(gòu)件8包括圓柱形載體9及端蓋10 ;所述的圓柱形載體9內(nèi)沿軸向由圓柱形載體9的一端向另一端依次加工有第一中心孔11、第二中心孔12、第三中心孔13及第四中心孔14，所述的第二中心孔12的孔徑小于第三中心孔13的孔徑，所述的第三中心孔13的孔徑小于第一中心孔11的孔徑，所述的第一中心孔11的孔徑小于第四中心孔14的孔徑；第一中心孔11的孔壁位于端口處加工有一段內(nèi)螺紋，第四中心孔14為內(nèi)螺紋孔，所述的端蓋10的外側(cè)壁上加工有一段外螺紋，端蓋10與第一中心孔11螺紋連接，端蓋10的外端面固定有推力傳感器1，可以測量軸向的推力，所述的壓力傳感器2和溫度傳感器3均設(shè)置在第一中心孔11內(nèi)，且壓力傳感器2固定在端蓋10上，該壓力傳感器2用于測量該裝置附近的瓦斯氣體壓力變化，溫度傳感器3固定在第一中心孔11的內(nèi)壁上，該溫度傳感器3用于測量該裝置附近的環(huán)境溫度變化，圓柱形載體9的側(cè)壁上位于同一橫截面上開設(shè)有兩個與第二中心孔12相通的安裝孔，其中一個安裝孔內(nèi)固定測力傳感器一 4，另一個安裝孔內(nèi)固定測力傳感器二 22，所述的兩個測力傳感器相隔90°設(shè)置，用于測量該裝置上下、左右方向的力，所述的自鎖緊接桿5的外壁的一段加工有外螺紋，自鎖緊接桿5與圓柱形載體9的第四中心孔14螺紋連接，且自鎖緊接桿5 —端設(shè)置在第一中心孔11內(nèi)，自鎖緊接桿5的中部設(shè)有軸向通孔，用于穿入與傳感器相連的信號導(dǎo)線6 ;所述的標(biāo)準(zhǔn)桿連接器7設(shè)置在圓柱形載體9外部且與自鎖緊接桿5另一端相連接。
[0014]優(yōu)選的是:所述的圓柱體結(jié)構(gòu)件8的外圓周面直徑為50mm,圓柱體結(jié)構(gòu)件8的長度為500mm。
[0015]優(yōu)選的是:所述的端蓋10由制成一體的三段圓柱體構(gòu)成，所述的三段圓柱體分別是第一段圓柱體15、第二段圓柱體16及第三段圓柱體17，所述的第一段圓柱體15、第二段圓柱體16及第三段圓柱體17的外徑依次遞增，第二段圓柱體16的外側(cè)壁上加工有所述的外螺紋，第二段圓柱體16與所述的圓柱形載體9的第一中心孔11螺紋連接，第三段圓柱體17的外圓周面直徑與圓柱形載體9的外圓周面直徑相等，第一段圓柱體15的外端面沿軸向加工有一盲孔，所述的壓力傳感器2安裝在所述的第一段圓柱體15的盲孔內(nèi)。
[0016]進一步的是:如圖2所示，所述的五個傳感器的信號輸出端分別與各自的五個放大器18信號輸入端相連，且五個放大器18均設(shè)置在信號集成箱23內(nèi)，五個傳感器18輸出的微信號經(jīng)各自放大器18放大成標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號后，經(jīng)各自放大器18的信號輸出端輸出給分站19的信號輸入端，分站19再將信號通過信號輸出端輸出給總控室21。
[0017]所述的信號集成箱23內(nèi)設(shè)置有本安電源20，作為五個傳感器的電力來源。
[0018]本實用新型所采用的推力傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、測力傳感器及放大器均為外購件。壓力傳感器、溫度傳感器、測力傳感器、推力傳感器和放大器可以采用北京威斯特中航科技有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，型號分別為壓力傳感器=CYB-1OS ;溫度傳感器:WZ-PTlOO ;測力傳感器:CYB-605ST ;推力傳感器:CYB_12SA ;放大器:CYB-6_S。
[0019]本實用新型可準(zhǔn)確測定動力災(zāi)害發(fā)生時圍巖各個方向的應(yīng)力、瓦斯壓力和溫度指標(biāo)參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，其特征是:它包括自鎖緊接桿(5)、標(biāo)準(zhǔn)桿連接器(7)、圓柱體結(jié)構(gòu)件(8)、五個傳感器，所述的五個傳感器包括四個力傳感器和一個溫度傳感器(3)，所述的四個力傳感器包括一個推力傳感器(I)、一個壓力傳感器(2)及兩個測力傳感器，所述的兩個測力傳感器分別是測力傳感器一(4)和測力傳感器二(22)，所述的圓柱體結(jié)構(gòu)件(8)包括圓柱形載體(9)及端蓋(10);所述的圓柱形載體(9)內(nèi)沿軸向由圓柱形載體(9)的一端向另一端依次加工有第一中心孔(11)、第二中心孔(12)、第三中心孔(13)及第四中心孔(14)，所述的第二中心孔(12)的孔徑小于第三中心孔(13)的孔徑，所述的第三中心孔(13)的孔徑小于第一中心孔(11)的孔徑，所述的第一中心孔(11)的孔徑小于第四中心孔(14)的孔徑；第一中心孔(11)的孔壁位于端口處加工有一段內(nèi)螺紋，第四中心孔(14)為內(nèi)螺紋孔，所述的端蓋(10)的外側(cè)壁上加工有一段外螺紋，端蓋(10)與第一中心孔(11)螺紋連接，端蓋(10)的外端面固定有推力傳感器(1)，所述的壓力傳感器(2)和溫度傳感器(3)均設(shè)置在第一中心孔(11)內(nèi)，且壓力傳感器(2)固定在端蓋(10)上，溫度傳感器(3)固定在第一中心孔(11)的內(nèi)壁上，圓柱形載體(9)的側(cè)壁上位于同一橫截面上開設(shè)有兩個與第二中心孔(12)相通的安裝孔，其中一個安裝孔內(nèi)固定測力傳感器一(4)，另一個安裝孔內(nèi)固定測力傳感器二(22)，所述的兩個測力傳感器相隔90°設(shè)置，所述的自鎖緊接桿(5)的外壁的一段加工有外螺紋，自鎖緊接桿(5)與圓柱形載體(9)的第四中心孔(14)螺紋連接，且自鎖緊接桿(5)—端設(shè)置在第一中心孔(11)內(nèi)，自鎖緊接桿(5)的中部設(shè)有軸向通孔，所述的標(biāo)準(zhǔn)桿連接器(7)設(shè)置在圓柱形載體(9)外部且與自鎖緊接桿(5)另一端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，其特征是:所述的圓柱體結(jié)構(gòu)件(8)的外圓周面直徑為50mm,圓柱體結(jié)構(gòu)件(8)的長度為500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，其特征是:所述的端蓋(10)由制成一體的三段圓柱體構(gòu)成，所述的三段圓柱體分別是第一段圓柱體(15)、第二段圓柱體(16)及第三段圓柱體(17)，所述的第一段圓柱體(15)、第二段圓柱體(16)及第三段圓柱體(17)的外徑依次遞增，第二段圓柱體(16)的外側(cè)壁上加工有所述的外螺紋，第二段圓柱體(16)與所述的圓柱形載體(9)的第一中心孔(11)螺紋連接，第三段圓柱體(17)的外圓周面直徑與圓柱形載體(9)的外圓周面直徑相等，第一段圓柱體(15)的外端面沿軸向加工有一盲孔，所述的壓力傳感器(2)安裝在所述的第一段圓柱體(15)的盲孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，其特征是:所述的五個傳感器的信號輸出端分別與各自的五個放大器(18)信號輸入端相連,且五個放大器(18)均設(shè)置在信號集成箱(23)內(nèi)，五個傳感器(18)輸出的微信號經(jīng)各自放大器(18)放大成標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號后，經(jīng)各自放大器(18)的信號輸出端輸出給分站(19)的信號輸入端，分站(19)再將信號通過信號輸出端輸出給總控室(21 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦井圍巖多參數(shù)耦合測定裝置，其特征是:所述的信號集成箱(23)內(nèi)設(shè)置有本安電源(20),作為五個傳感器的電力來源。
【文檔編號】E21B47/00GK204007720SQ201420499051
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】劉永立, 秦濤, 董長吉, 劉振文, 楊慶江 申請人:黑龍江科技大學(xué), 劉永立, 秦濤, 董長吉