阅读说明：本技术 一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器 (Top plate separation layer sensor based on fiber grating technology ) 是由 夏盆军 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及矿山技术领域,且公开了一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器,其特征在于：包括深部卡爪、钢丝绳、浅部卡爪、密封堵头、防护管卡爪、防护管、防护罩、防护盖、钢尺、A支座、悬臂梁、轴、B支座、套管、发条、挡板和滚轮。该基于光纤光栅技术的顶板离层传感器,利用顶板岩层的运动使锚抓相应位移,通过一系列机构的运动使固定在悬臂梁上的光纤发生形变,随后解调仪器监测出光纤波长的变化,从而计算出顶板离层数据。当岩层向反方向运动时,轴和滚轮在发条的作用下,反向旋转,同理测出离层数据。(The invention relates to the technical field of mines, and discloses a top plate separation layer sensor based on a fiber grating technology, which is characterized in that: the device comprises a deep jaw, a steel wire rope, a shallow jaw, a sealing plug, a protective pipe jaw, a protective pipe, a protective cover, a steel ruler, a support A, a cantilever beam, a shaft, a support B, a sleeve, a spiral spring, a baffle and a roller. This roof separation layer sensor based on fiber grating technique utilizes the motion of roof rock stratum to make the anchor grab corresponding displacement, and the motion through a series of mechanisms makes the optic fibre of fixing on the cantilever beam take place the deformation, and the demodulation instrument monitors out the change of optic fibre wavelength afterwards to calculate roof separation layer data. When the rock stratum moves in the opposite direction, the shaft and the roller rotate in the opposite direction under the action of the spring, and the separation data is measured in the same way.)

一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器

技术领域

本发明涉及矿山技术领域，具体为一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器。

背景技术

以往的顶板离层指示仪(以下称“离层仪”)是通过测量钢丝绳电阻的方式测算离层距离，由于煤矿内部有严格的防爆要求，故离层仪的电池和数显部分要额外进行防爆考量，增加了防爆外壳，同时要有无线传输模块传送收集到的数据，使用专用的数据收集设备收集数据，增加了设备种类，使用时步骤繁琐，设备笨重且成本高昂。

为此我们提出了一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器，本发明通过简单机构，不需额外防护的情况下，只需在控制室计算离层仪传输的光纤光栅波长的变化就能得到顶板离层数据，由于光纤光栅的波长改变非常灵敏，故计算出的离层数据非常精确，光纤的特性使得设备不畏惧粉尘、温度和湿气等外部因素影响。

本发明提供如下技术方案：一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器，其特征在于：包括深部卡爪、钢丝绳、浅部卡爪、密封堵头、防护管卡爪、防护管、防护罩、防护盖、钢尺、A支座、悬臂梁、轴、B支座、套管、发条、挡板和滚轮；

所述防护盖上安装有A支座和B支座，所述悬臂梁安装在A支座上，所述A支座和B支座上均安装有套管，且滚轮位于套管内部并通过轴与套管连接，所述发条和挡板设置在滚轮内侧，所述钢尺缠绕在滚轮上且从防护盖上延伸而出，所述钢丝绳缠绕在滚轮上；

所述悬臂梁上设有光纤；

所述防护罩安装在防护盖上，且防护管安装在防护罩上，所述防护管的一端安装有防护管卡爪，且防护管的一端内部设有密封堵头，且两个钢丝绳从防护管中延伸并从密封堵头导出并与深部卡爪和浅部卡爪连接。

优选的，所述A支座上的滚轮通过钢丝绳与深部卡爪连接。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

该基于光纤光栅技术的顶板离层传感器，利用顶板岩层的运动使锚抓相应位移，通过一系列机构的运动使固定在悬臂梁上的光纤发生形变，随后解调仪器监测出光纤波长的变化，从而计算出顶板离层数据。当岩层向反方向运动时，轴和滚轮在发条的作用下，反向旋转，同理测出离层数据。

顶板岩层的运动会使深部锚抓发生位移，固定在锚抓上的钢绳会使滚轮和轴同步旋转，轴会在螺纹的作用下横向运动，轴的端头顶着悬臂梁，固定在悬臂梁上的光纤会随着悬臂梁的形变而弯曲，解调仪器随之计算出光纤波长变化，进而计算出离层数据。当岩层向反方向运动时，轴和滚轮在发条的作用下，反向旋转，同理测出离层数据；

与现有技术相比能有效的提高测量的精准度，减少人工实地测量，不惧粉尘和湿气，不需额外的防爆措施。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明防护盖内部结构示意图。

图中：1、深部卡爪；2、钢丝绳；3、浅部卡爪；4、密封堵头；5、防护管卡爪；6、防护管；7、防护罩；8、防护盖；9、钢尺；10、A支座；11、悬臂梁；12、轴；13、B支座；14、套管；15、发条；16、挡板；17、滚轮。

具体实施方式

为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1-2，一种基于光纤光栅技术的顶板离层传感器，其特征在于：包括深部卡爪1、钢丝绳2、浅部卡爪3、密封堵头4、防护管卡爪5、防护管6、防护罩7、防护盖8、钢尺9、A支座10、悬臂梁11、轴12、B支座13、套管14、发条15、挡板16和滚轮17；

所述防护盖10上安装有A支座10和B支座13，所述悬臂梁11安装在A支座10上，所述A支座10和B支座13上均安装有套管14，且滚轮17位于套管14内部并通过轴12与套管14连接，所述发条15和挡板16设置在滚轮17内侧，所述钢尺9缠绕在滚轮17上且从防护盖10上延伸而出，所述钢丝绳2缠绕在滚轮17上；

所述悬臂梁11上设有光纤；

所述防护罩7安装在防护盖10上，且防护管6安装在防护罩7上，所述防护管6的一端安装有防护管卡爪5，且防护管6的一端内部设有密封堵头4，且两个钢丝绳2从防护管6中延伸并从密封堵头4导出并与深部卡爪1和浅部卡爪3连接。

所述A支座10上的滚轮17通过钢丝绳2与深部卡爪1连接。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。