CN101782443A - 一种综采液压支架光纤光栅压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，所述传感器采用圆柱形外壳，外壳内包括压力油腔、密封件和感测活塞，压力油腔的油压变化传递给感测活塞，蝶形弹簧在油压作用下产生变形，感测光纤光栅粘贴在变送装置上，变送装置受力发生变形，带动光纤光栅波长发生变化，光纤光栅采用具有温度补偿作用的封装。本发明的效果和益处是光纤光栅压力传感器灵敏度高、测量范围大、结构简单、长期可靠性好能对被测量进行实时监测，有利于光纤光栅压力传感器在矿山监测中应用的推广。

Description

一种综采液压支架光纤光栅压力传感器

技术领域

本发明涉及一种测量压力的光纤光栅传感器，具体的说是一种测量矿山顶板压力的综采液压支架光纤光栅压力传感器。

背景技术

目前，用于矿山压力传感器按其工作原理可分为机械式、液压式、电阻应变式、振弦式等。

机械式和液压式压力传感器结构简单、工作可靠、造价较低，但存在响应速度慢、精度不高、体积大等缺点；电阻应变式传感器是基于金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化这一电阻应变效应而制作的，它比机械式、液压式传感器更灵敏、精确，但该类传感器存在对温度比较敏感、长期稳定性差等缺点。

振弦式传感器在80年代初研制成功并获得了应用，它是利用钢弦在不同张力作用下，具有不同的固定频率这一原理实现力的检测，是目前矿压检测中最常用的仪器，但该类传感器仍存在精度不高、响应速度较慢等缺陷。

因此需要一种新的矿用综采液压支架压力传感器。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种煤矿综采液压支架光纤光栅压力传感器。

该传感器包括壳体、设置在壳体内的压力传递装置以及和压力传递装置相连接并接收传递压力的光纤光栅感应装置；前述压力传递装置包括压力油腔和至少一个在压力油腔内活动的活塞；以及，前述光纤光栅感应装置包括两个光纤光栅和设置两个光纤光栅的弹性密闭桶体；其中，前述光纤光栅感应装置的弹性密闭桶体与所述压力传递装置的活塞上部相接触。

本发明的实施方案如下：

一种综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，所述光纤光栅压力传感器外壳做成圆柱形状，圆柱体底面一端有安装螺纹，用于将传感器固定于综采液压支架上的压力管路上；传感器内部包含一个压力油腔。

所述综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，所述压力油腔底部设置成一压力油腔，压力油腔上方有一感测活塞。

所述综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，感测活塞上有密封件起到隔离油液的作用。

所述综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，感测活塞上方安装有蝶形弹簧。

所述综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，压力油腔外部连有变送装置。

所述综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，感测光纤光栅压力传感器进行增敏封装后与变送装置相连。

所述综采液压支架光纤光栅压力传感器，其中，对光纤光栅进行增敏封装后与压力油腔一起置于圆柱形外壳中。

所述的增敏封装具有温度补偿的作用，采用弹性薄壁筒为衬底封装方法，主要由圆筒和堵头组成。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种煤矿综采液压支架压力检测用光纤光栅压力传感器，本发明的效果和益处是光纤光栅压力传感器现场不带电、抗电磁干扰、灵敏度高、测量范围大、结构简单、长期可靠性好等能对被测量进行实时监测。采用双光纤光栅进行压力的测量，解决了温度的交叉敏感，采用蝶形弹簧，受力集中并且结构轻便。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1是本发明的装置结构图，

其中，1-中空的紧固螺纹，2-压力油腔，3-密封件，4-活塞，5-蝶形弹簧，6-弹性密闭桶体，7-外壳，8-第一光栅，9-第二光栅，10-光纤尾纤引出保护套。

图2是本发明的装置一种使用示意图。

具体实施方式

图1示出本发明的装置结构图。如图1所示，该光纤光栅压力传感器包括外壳7和置于壳7内的压力传递装置以及和压力传递装置相接触并接收传递压力的光纤光栅感应装置。

上述压力传递装置包括压力油腔2和至少一个在压力油腔内活动的活塞4；上述光纤光栅感应装置包括第一光纤光栅8和第二光纤光栅9以及设置两个光纤光栅的弹性密闭桶体6；上述光纤光栅感应装置的弹性密闭桶体6与所述压力传递装置的活塞4上部相接触。

上述压力传递装置还包括一个密封件3，可使活塞4和压力油腔2的内壁之间得到更好的密闭。

上述压力传递装置还包括一个蝶形弹簧5，设置在活塞4上部并与光纤光栅感应装置的弹性密闭桶体6外部相接触。这样使受力更集中，保证弹性密闭桶体的形变能更准确反应压力的大小。

上述光纤光栅感应装置的弹性密闭桶体6包括弹性圆筒件和两个堵头，以及，第一光纤光栅8设置在弹性圆筒件内壁上，第二光纤光栅9设置在其中一个堵头内壁，采用弹性密闭桶体为衬底封装方法，主要包括弹性圆筒件和两个堵头。

本发明采用的弹簧是蝶形弹簧，所述弹簧具有刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷的优点，适于承受大的顶板压力而不致毁坏传感器。

另外，传感器的量程、灵敏度，可根据实际要求，通过调节金属圆筒的材料，圆筒壁厚和圆筒内径来调节。

以上对本发明的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式，不能理解为是对本发明的限制。本领域普通技术人员在本发明的教导下，可以在详述的实施方案的基础上做出各种变体，这些变体均应包含在本发明的构思之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限制。

Claims (8)

1.一种综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述光纤光栅压力传感器外壳做成圆柱形，外壳底面一端有安装螺纹；

所述光纤光栅压力传感器外壳内部包括一个压力油腔和进行了增敏封装的光纤光栅。

2.根据权利要求1所述的综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述安装螺纹用于将光纤光栅压力传感器固定于综采液压支架的压力管路上。

3.根据权利要求2所述的综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述安装螺纹下部组合密封垫密封。

4.根据权利要求3所述的综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述压力油腔上方设有一个感测活塞。

5.根据权利要求4所述的综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述感测活塞的上方连接有蝶形弹簧。

6.根据权利要求5所述的综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述压力油腔与变送装置相连接，将所受外力传递给变送装置。

7.根据权利要求6所述的综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述光纤光栅经过封装后与变送装置相连。

8.根据权利要求7所述的综采液压支架光纤光栅压力传感器，其特征在于：

所述光纤光栅压力传感器采用温度补偿封装结构。

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