CN107861173A - 一种井下勘探用多合一传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下勘探用多合一传感器，其特征在于，包括微震传感器、温度传感器、温度传感器转换电路、铜电极、密封件和传输电缆。本发明解决了煤炭开采中超前勘探需要用到多种传感器，需要安装(埋设)多次的问题，可以为微震检测、电法测量、温度测量提供信号，大大提高了安装的便利性和工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下勘探用多合一传感器，包括多个传感器和安装技术的实现。属于地质勘探、自动控制技术等技术领域。
背景技术
为预测矿井掘进或采煤过程中前方的地质灾害，超前探测是当今的研究热点和关键。为完成超前探测，目前使用的方法有微震监测、电法监测以及相关温度监测，多种方法的探测更有利于探测的准确性，在实际工作中，埋设传感器在前方几十米以上的地方是费工、费力、费财的事情，特色是每种方法都需要几十个的情况下更是一件麻烦事。发明一种集多个传感器与一体的传感器，将为超前勘探节省时间、人力与财力。
发明内容
本发明针对煤炭开采中需要超前勘探用到多种传感器需要安装(埋设)多次的问题，设计一种井下勘探用多合一传感器，包括微震传感器、温度传感器及其变换电路、铜电极(也是本传感器的外壳)、密封件和传输电缆的整体设计和实现技术。本发明的目的是提供一种井下勘探用多合一传感器，可以为微震检测、电法测量、温度测量提供信号。
为达到上述目的，本发明的构思是：
针对多种传感器安装(埋设)困难的问题。本发明将微震传感器、温度传感器及其变换电路、铜电极(也是本传感器的外壳)集为一体，解决了每个传感器埋设需要打钻的问题。
根据上述构思，本发明采用下述技术方案：
一种井下勘探用多合一传感器，其特征在于，包括微震传感器、温度传感器、温度传感器转换电路、铜电极、密封件和传输电缆；所述微震传感器，可以用来检测微小震动信号的检波传感器；所述温度传感器及温度传感器转换电路，采用PT100将温度信号转换成电信号，变换电路将电信号放大、并转换成4～20mA电流输出；所述铜电极是用来作为电法勘探用直流电阻率测量与供电的导体；所述密封件是用来防止流体进入传感器内部；所述传输电缆是用来将微震信号、温度信号和通过电极的电流信号进行传输的电线。
进一步的优化方案，所述铜电极是本传感器的外壳。
本发明的优点在于：1、将多个传感器合为一体，大大提高了安装的便利性和工作效率。2、温度传感器的信号与电源线合并采用2线，简化了结构，便于使用。3、采用本安电源供电，提高了安全性能以及使用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
其中，
1、微震传感器；2、温度传感器；3、温度传感器转换电路；4、传输电缆；5、密封件；6、铜电极；7、电极接线端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，一种井下勘探用多合一传感器，其特征在于，包括微震传感器(1)、温度传感器(2)、温度传感器转换电路(3)、铜电极(6)、密封件(5)和传输电缆(4)；所述微震传感器(1)采用能测量10～1000Hz微小震动的检波器；所述温度传感器(2)及温度传感器转换电路(3)采用PT100将温度信号转换成电信号，变换电路将电信号放大、并转换成4～20mA电流输出，而且仅利用2根电线完成24V的直流电源和信号传输；所述铜电极(6)是采用全紫铜制造可以作为电法勘探用直流电阻率测量和供电的金属壳体，而且将前述的微震传感器(1)与温度传感器(2)及温度传感器转换电路(3)置于其中；所述密封件(5)是用来防止流体进入传感器内部，包含密封橡胶圈、金属压圈以及压紧件；所述传输电缆(4)为5芯电缆，由传输微震信号的两根带屏蔽的信号线、传输温度信号的两根电源线和电极单电线组成。
为便于安装在孔中，将铜电极(6)的壳体前端制作成圆锥形，后端为圆柱形，传输电缆(4)从其后端引出。上述设计将微震传感器(1)与温度传感器(2)及温度传感器转换电路(3)楔进铜电极(6)的壳体中，保证了各传感器与壳体的耦合，且简化了结构，使用方便。
将PT100检测的温度通过变换电路，使-20～80摄氏度转换成4～20mA电流，通过2根电源线送出，上述设计节省了信号线，进一步简化了结构，且节省材料。
将铜电极(6)外壳采用紫铜制作，作为电极，上述也是优化了结构，且传导性能佳。
密封件(5)包含密封橡胶圈、金属压圈以及压紧件，上述设计有效的防止了流体进入传感器内部，提高了安全性，耐用性和使用寿命。
以上的煤矿井下勘探用三合一传感器的安装使用方法如下：
1、将微震传感器(1)固定在铜电极(6)中部位置，且与铜电极(6)的壳体耦合为一体，做到当壳体震动时能无损传递给微震传感器(1)，并通过两根带屏蔽的信号线将信号传输；
2、将PT100靠在铜电极(6)的壳体内侧并固定，温度传感器(2)及温度传感器转换电路(3)固定在铜电极(6)的壳体中心部位，其信号通过电源线传输；
3、五根电线组成的电缆传输电缆(4)分别连接至微震传感器(1)、温度传感器转换电路(3)和电极接线端(7)，具体为：传输微震信号的两根带屏蔽的信号线连接至微震传感器(1)、传输温度信号的两根电源线连接至温度传感器转换电路(3)，电极单电线连接至电极接线端(7)；
4、采用橡胶圈套在传输电缆(4)的引出部位上，以防止流体进入电极内部，并利用金属圈以及压紧件，将传输电缆(4)挤压紧。
上述实施例及使用方法仅仅是本发明的体现方式之一，不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种井下勘探用多合一传感器，其特征在于：包括微震传感器、温度传感器、温度传感器转换电路、铜电极、密封件和传输电缆；所述微震传感器，可以用来检测微小震动信号的检波传感器；所述温度传感器及温度传感器转换电路，采用PT100将温度信号转换成电信号，变换电路将电信号放大、并转换成4～20mA电流输出；所述铜电极是用来作为电法勘探用直流电阻率测量与供电的导体；所述密封件是用来防止流体进入传感器内部；所述传输电缆是用来将微震信号、温度信号和通过电极的电流信号进行传输的电线。
2.根据权利要求1所述的一种井下勘探用多合一传感器，其特征在于：所述微震传感器采用能测量10～1000Hz微小震动的检波器；所述温度传感器及温度传感器转换电路采用PT100将温度信号转换成电信号，变换电路将电信号放大、并转换成4～20mA电流输出，而且仅利用2根电线完成24V的直流电源和信号传输；所述铜电极是采用全紫铜制造可以作为电法勘探用直流电阻率测量和供电的金属壳体，而且将前述的微震传感器与温度传感器及温度传感器转换电路置于其中；所述密封件是用来防止流体进入传感器内部，包含密封橡胶圈、金属压圈以及压紧件；所述传输电缆为5芯电缆，由传输微震信号的两根带屏蔽的信号线、传输温度信号的两根电源线和电极单电线组成。
3.根据权利要求2所述的一种井下勘探用多三合一传感器，其特征在于：所述铜电极的壳体前端制作成圆锥形，后端为圆柱形，传输电缆从其后端引出。
4.权利要求3所述的一种井下勘探用多合一传感器的安装使用方法，其特征在于：
(1)、将微震传感器固定在铜电极中部位置，且与铜电极的壳体耦合为一体，做到当壳体震动时能无损传递给微震传感器，并通过两根带屏蔽的信号线将信号传输；
(2)、将PT100靠在铜电极的壳体内侧并固定，温度传感器及温度传感器转换电路固定在铜电极的壳体中心部位，其信号通过电源线传输；
(3)、五根电线组成的电缆传输电缆分别连接至微震传感器、温度传感器转换电路和电极接线端，具体为：传输微震信号的两根带屏蔽的信号线连接至微震传感器、传输温度信号的两根电源线连接至温度传感器转换电路，电极单电线连接至电极接线端；
(4)、采用橡胶圈套在传输电缆的引出部位上，以防止流体进入电极内部，并利用金属圈以及压紧件，将传输电缆挤压紧。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112987109A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-18 | 山东大学 | 多功能便携式跨孔电阻率ct信号采集装置、系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0762146A1 (en) * | 1995-09-12 | 1997-03-12 | PRAKLA-SEISMOS GmbH | Seismic sensor |
| US6353577B1 (en) * | 1996-09-20 | 2002-03-05 | Jacques Joseph Henri Orban | Seismic sensor units |
| CN102466812A (zh) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 用于地震勘探的相控阵电火花子震源 |
| CN204065437U (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-31 | 福州华虹智能科技股份有限公司 | 一种带电极的震波检波器 |
| CN104536038A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-22 | 深圳市微纳集成电路与系统应用研究院 | 一种基于多传感器的地震临震监测探头 |
-
2017
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0762146A1 (en) * | 1995-09-12 | 1997-03-12 | PRAKLA-SEISMOS GmbH | Seismic sensor |
| US6353577B1 (en) * | 1996-09-20 | 2002-03-05 | Jacques Joseph Henri Orban | Seismic sensor units |
| CN102466812A (zh) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 用于地震勘探的相控阵电火花子震源 |
| CN204065437U (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-31 | 福州华虹智能科技股份有限公司 | 一种带电极的震波检波器 |
| CN104536038A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-22 | 深圳市微纳集成电路与系统应用研究院 | 一种基于多传感器的地震临震监测探头 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112987109A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-18 | 山东大学 | 多功能便携式跨孔电阻率ct信号采集装置、系统及方法 |
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