專利名稱：一種可拆卸式地音傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及地音傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可拆卸式地音傳感器。
背景技術(shù)：
在煤礦開采中，煤巖體彈性變形能的瞬時釋放而產(chǎn)生突然劇烈破壞的動力現(xiàn)象稱為“沖擊地壓”或“沖擊礦壓”。采場沖擊地壓已成為引發(fā)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的重要因素之一。地音即聲發(fā)射(Acoustic Emission,簡稱AE)是指煤巖體在受力變形或破壞過程中以彈性波的形式釋放應(yīng)變能的現(xiàn)象。地音信號的多少、大小等指標的變化反映了煤巖體受力情況。如果能監(jiān)測到地音信號，便可以利用地音信號來預(yù)測煤巖體運動的變化，并進一步進行煤礦災(zāi)害預(yù)警。但是，目前國內(nèi)還沒有出現(xiàn)用來監(jiān)測地音的設(shè)備。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提出一種可拆卸式地音傳感器，用于提供一種能監(jiān)測地音的設(shè)備。本實用新型實施例提出一種可拆卸式地音傳感器，包括:傳感器殼體，為中空的管狀體；后端蓋，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的一端開口上，所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上固定設(shè)置有電路板，所述后端蓋上固定設(shè)置有通信電纜，所述電路板的信號輸出端與所述通信電纜連接；傳感體，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的另一端開口上，且所述傳感體的設(shè)置有基座的一端位于所述傳感器殼體的空腔內(nèi)，所述傳感體的另一端設(shè)置有一孔槽；錨桿，一端以螺紋連接方式設(shè)置于所述孔槽內(nèi)；壓電晶體總成，固設(shè)于所述傳感體的基座上，所述壓電晶體總成的壓電信號輸出端連接所述電路板的信號輸入端。其中，優(yōu)選地，沿著所述傳感體的圓周方向設(shè)置有一凹槽，且所述凹槽位于所述傳感器殼體的另一端開口與所述孔槽的槽底之間。其中，優(yōu)選地，所述壓電晶體總成包括:螺釘，一端固設(shè)于所述傳感體的基座上，另一端螺紋連接一螺母，所述螺釘上套設(shè)有熱縮套；在所述基座到所述螺母之間，在所述螺釘上依序套設(shè)有正極絕緣墊板、兩個正負極串聯(lián)的壓電陶瓷晶片、共振體和負極絕緣墊板；其中，所述正極絕緣墊板的朝向所述壓電陶瓷晶片的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設(shè)置有與所述電路板的信號輸入端連接的導線；所述負極絕緣墊板的朝向所述共振體的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設(shè)置有與所述電路板的信號輸 入端連接的導線。[0017]其中，優(yōu)選地，所述正極絕緣墊板和/或負極絕緣墊板為2mm厚的環(huán)氧樹脂板。其中，優(yōu)選地，所述共振體為銅塊。其中，優(yōu)選地，所述銅塊的表面上覆蓋一銀層；所述銀層上覆蓋一鈍化層。其中，優(yōu)選地，所述螺母與所述負極絕緣墊板之間設(shè)置有套在所述螺釘上的彈簧墊圈。其中，優(yōu)選地，所述后端蓋與所述傳感器殼體的一端的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈；和/或所述傳感體與所述傳感器殼體的另一端的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈。其中，優(yōu)選地，所述電路板通過螺釘固設(shè)于所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上；和/或所述通信電纜通過平口金屬電纜防水接頭固定設(shè)置于所述后端蓋上。其中，優(yōu)選地，所述的可拆卸式地音傳感器，還包括:所述螺釘上套設(shè)有用于支撐電路板的絕緣套管。本實用新型實施例提供的可拆卸式地音傳感器，實現(xiàn)了對地音信號的監(jiān)測，結(jié)構(gòu)簡單，易于制作；并且無需將地音傳感器埋入煤層中，安裝使用方便，現(xiàn)場故障時，方便檢修，隨著采煤工作面的推進， 可以方便的挪動地音傳感器，并且該地音傳感器可以重復使用，避免了資源浪費。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例中一種可拆卸式地音傳感器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中可拆卸式地音傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例中可拆卸式地音傳感器中一種壓電晶體總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1、2所示，本實用新型實施例提供了一種可拆卸式地音傳感器，包括:傳感器殼體13，為中空的管狀體；后端蓋3，以可拆卸方式(如卡接、螺紋連接方式等)罩于傳感器殼體13的一端開口上，后端蓋3的朝向傳感器殼體13的表面上固定設(shè)置有電路板15,后端蓋3的另一表面上固定設(shè)置有通信電纜1，電路板15的信號輸出端與通信電纜I連接；[0037]傳感體10，以可拆卸方式(如卡接、螺紋連接方式等)罩于傳感器殼體13的另一端開口上，且傳感體10的設(shè)置有基座的一端位于傳感器殼體13的空腔內(nèi)，傳感體10的另一端設(shè)置有一孔槽；錨桿12，一端以螺紋連接方式設(shè)置于上述孔槽內(nèi)；壓電晶體總成14，固設(shè)于傳感體10的基座上，壓電晶體總成14的壓電信號輸出端連接電路板15的信號輸入端。其中，壓電晶體總成是用來將錨桿傳遞來的煤巖層的地音信號轉(zhuǎn)換為交變電荷信號。電路板用來將壓電晶體總成傳遞來的交變電荷信號先進行放大處理，再進行濾波處理，然后通過通信電纜輸出；之所以要對交變電荷信號先進行放大處理，再進行濾波處理，是因為該交變電荷信號通常較微弱，易受干擾，無法長距離傳輸，因此，需要電路板對該該交變電荷信號先進行放大處理，再進行濾波處理，這樣才能保證反映地音強弱的交變電荷信號能夠傳輸2— 3米之外的下一級處理單元。上述可拆卸式地音傳感器的工作原理為:將錨桿插入待監(jiān)測的煤巖層中；當煤巖層有運動時，會產(chǎn)生地音信號，錨桿會將該地音信號通過傳感體傳遞到壓電晶體總成；
壓電晶體總成將該地音信號轉(zhuǎn)換為交變電荷信號，并將交變電荷信號傳輸給電路板；電路板先對該交變電荷信號進行放大處理，再進行濾波處理，最后通過通信電纜輸出。在監(jiān)測完一個監(jiān)測點的地音之后，如果還需要對其它監(jiān)測點進行地音監(jiān)測，需要先將地音傳感器從錨桿上擰下來，然后將地音傳感器挪動到新的監(jiān)測點，在新的監(jiān)測點植入錨桿后，將地音傳感器安裝到該錨桿上，從而實現(xiàn)對新的監(jiān)測點的地音監(jiān)測。可見，本實用新型實施例提供的可拆卸式地音傳感器，實現(xiàn)了對地音信號的監(jiān)測，結(jié)構(gòu)簡單，易于制作；并且無需將地音傳感器埋入煤層中，安裝使用方便，現(xiàn)場故障時，方便檢修，隨著采煤工作面的推進，可以方便的挪動地音傳感器，并且該地音傳感器可以重復使用，避免了資源浪費。優(yōu)選地，如圖2所示，為了避免傳感體與錨桿耦合的松緊影響地音信號的強弱，優(yōu)選地，傳感體10上沿著圓周方向還可以設(shè)置有一凹槽30，且凹槽30位于傳感器殼體13的另一端開口與上述孔槽的槽底之間。凹槽30可對傳感體與錨桿之間的螺紋的受力起到一個緩沖作用。優(yōu)選地，如圖2所示，后端蓋3與傳感器殼體13的一端的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈4 ;和/或傳感體10與傳感器殼體13的另一端的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈9。密封圈能起到密封的作用，加強密封效果。優(yōu)選地，如圖2所示，電路板15通過螺釘6固設(shè)于后端蓋3的朝向傳感器殼體13的表面上。該螺釘6可具體實施為十字槽盤頭螺釘、或者其它合適的螺釘。優(yōu)選地,如圖2所示,螺釘6的外圍可套設(shè)有絕緣套管5,絕緣套管5具有支撐電路板的作用。絕緣套管5可以是ABS材料或者其它硬質(zhì)塑料制成的硬質(zhì)管狀塑料管。優(yōu)選地，如圖2所示，通信電纜I通過平口金屬電纜防水接頭2固定設(shè)置于后端蓋3上。平口金屬電纜防水接頭2可使得水不會通過通信電纜I與后端蓋3之間的連接空隙滲入傳感器殼體13內(nèi)，使得整個地音傳感器的使用更加可靠。當然，亦可以采用其它電纜接頭將通信電纜I固定設(shè)置于后端蓋3上。另外，優(yōu)選地，如圖3所示，壓電晶體總成14可具體包括:螺釘45，一端固設(shè)于傳感體10的基座上，另一端螺紋連接一螺母44，螺釘45上套設(shè)有熱縮套50 ；在基座到螺母44之間，在螺釘45上依序套設(shè)有正極絕緣墊板41、兩個正負極相對設(shè)置的壓電陶瓷晶片42、43、共振體48和負極絕緣墊板49 ；其中，正極絕緣墊板41的朝向壓電陶瓷晶片的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設(shè)置有與電路板15的信號輸入端連接的導線47 ；負極絕緣墊板49的朝向共振體48的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設(shè)置有與電路板15的信號輸入端連接的導線40。該壓電晶體總成在該可拆卸式地音傳感器中的工作原理為:當錨桿12載體受到振動作用力時(即地音)，將帶動傳感體10振動，安裝在傳感體10的基座上的兩個正負極串聯(lián)的壓電陶瓷晶片受力產(chǎn)生形變，由于壓電效應(yīng)，就會在壓電陶瓷晶片42和壓電陶瓷晶片43上產(chǎn)生交變電荷信號(即將地音信號轉(zhuǎn)變?yōu)榱讼嗥ヅ涞慕蛔冸姾尚盘?，交變電荷信號分別通過兩個絕緣墊板上的導線輸入到電路板15，電路板15對交變電荷信號進行放大處理和濾波處理，最終將放大濾波處理后的信號通過通信電纜輸出。電路板15通過通信電纜輸出的信號反映了地音信號的強弱。優(yōu)選地，共振體48可具體實施為銅塊或者其它金屬材料制成的金屬塊，起到導通電荷以及傳導振動的作用。另 外，為了避免銅生銹而影響銅塊的導電性，可以在銅塊的表面上覆蓋一銀層；并在銀層上覆蓋一鈍化層。該鈍化層不僅能提高工件的外觀質(zhì)量，還可有效提高工件的防繡性能。優(yōu)選地，如圖2所示，螺母44與負極絕緣墊板49之間設(shè)置有套在螺釘45上的彈簧墊圈46。壓電晶體總成中的部件會有熱脹冷縮現(xiàn)象，彈簧墊圈46起到在各部件熱脹冷縮的情況下，使各部件依然緊密接觸的作用。以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可拆卸式地音傳感器，其特征在于，包括: 傳感器殼體，為中空的管狀體； 后端蓋，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的一端開口上，所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上固定設(shè)置有電路板，所述后端蓋上固定設(shè)置有通信電纜，所述電路板的信號輸出端與所述通信電纜連接； 傳感體，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的另一端開口上，且所述傳感體的設(shè)置有基座的一端位于所述傳感器殼體的空腔內(nèi)，所述傳感體的另一端設(shè)置有一孔槽； 錨桿，一端以螺紋連接方式設(shè)置于所述孔槽內(nèi)； 壓電晶體總成，固設(shè)于所述傳感體的基座上，所述壓電晶體總成的壓電信號輸出端連接所述電路板的信號輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于， 沿著所述傳感體的圓周方向設(shè)置有一凹槽，且所述凹槽位于所述傳感器殼體的另一端開口與所述孔槽的槽底之間。
3.如權(quán)利要求1所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于，所述壓電晶體總成包括: 螺釘，一端固設(shè)于所述傳感體的基座上，另一端螺紋連接一螺母，所述螺釘上套設(shè)有熱縮套； 在所述基座到所述螺母之間，在所述螺釘上依序套設(shè)有正極絕緣墊板、兩個正負極串聯(lián)的壓電陶瓷晶片、共振體和負極絕緣墊板； 其中，所述正極絕緣 墊板的朝向所述壓電陶瓷晶片的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設(shè)置有與所述電路板的信號輸入端連接的導線； 所述負極絕緣墊板的朝向所述共振體的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設(shè)置有與所述電路板的信號輸入端連接的導線。
4.如權(quán)利要求3所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于， 所述正極絕緣墊板和/或負極絕緣墊板為2mm厚的環(huán)氧樹脂板。
5.如權(quán)利要求3所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于， 所述共振體為銅塊。
6.如權(quán)利要求5所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于， 所述銅塊的表面上覆蓋一銀層； 所述銀層上覆蓋一鈍化層。
7.如權(quán)利要求3所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于， 所述螺母與所述負極絕緣墊板之間設(shè)置有套在所述螺釘上的彈簧墊圈。
8.如權(quán)利要求1所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于， 所述后端蓋與所述傳感器殼體的一端的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈；和/或 所述傳感體與所述傳感器殼體的另一端的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈。
9.如權(quán)利要求1所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于， 所述電路板通過螺釘固設(shè)于所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上；和/或 所述通信電纜通過平口金屬電纜防水接頭固定設(shè)置于所述后端蓋上。
10.如權(quán)利要求9所述的可拆卸式地音傳感器，其特征在于，還包括: 所述螺釘上套設(shè)有用于支撐電路板的絕緣套管。
專利摘要本實用新型提出一種可拆卸式地音傳感器，用于提供一種能監(jiān)測地音的設(shè)備。可拆卸式地音傳感器包括傳感器殼體；后端蓋，以可拆卸方式罩于傳感器殼體的一端開口上，后端蓋的朝向傳感器殼體的表面上固定設(shè)置有電路板，后端蓋上固定設(shè)置有通信電纜，電路板的信號輸出端與通信電纜連接；傳感體，以可拆卸方式罩于傳感器殼體的另一端開口上，且傳感體的設(shè)置有基座的一端位于傳感器殼體的空腔內(nèi)，傳感體的另一端設(shè)置有一孔槽；錨桿，一端以螺紋連接方式設(shè)置于孔槽內(nèi)；壓電晶體總成，固設(shè)于傳感體的基座上，壓電晶體總成的壓電信號輸出端連接電路板的信號輸入端。該地音傳感器實現(xiàn)了對地音信號的監(jiān)測，并且結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，使用方便，還可重復使用。
文檔編號G01H11/08GK203132685SQ20122075062
公開日2013年8月14日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者閆相宏, 曹麗娜, 卜照坤, 姜峰, 姚明遠, 李莉, 李建中, 高麗麗, 丁鵬, 王寶成, 劉紅軍, 張玉清, 林超 申請人:尤洛卡礦業(yè)安全工程股份有限公司