CN110132472A - 冲击地压监控传感器以及冲击地压用监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了冲击地压用监控装置，本发明三角形振荡座与内绝缘圈座之间在冲击地压震动波的震动下，会产生相对运动，这种运动使得上述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，并由磁感应组件感应获取变化的磁场信号，将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测；本发明采用等边三角形振荡座的方式，从三个方向上进行振荡冲击波监测，可保证监测的准确度，同时，相邻的凸块伸出三角形振荡座的边的高度沿着三角形振荡座边的延伸方向依次增大或者减小的设置，可实现对振荡冲击波大小的判断，保证监控效果；本发明采用远程监控的方式，可有效的提高冲击地压的监控效果，保证煤矿井下的安全。

Description

冲击地压监控传感器以及冲击地压用监控装置
技术领域
本发明涉及煤层气开采技术领域，具体是冲击地压监控传感器以及冲击地压用监控装置。
背景技术
冲击地压在煤矿开采中，由于其破坏力极大，危害性极强，其是需要时刻监控的问题之一，随着智能技术的不断发展，冲击地压在线监测有利于通过实时在线监测工作面前方采动应力场的变化规律，找到高应力区及其变化趋势，实现冲击地压危险区和危险程度的实时监测预警和预报。目前的冲击地压监测一般采用钻孔的方式，通过对钻屑的研究进行判断，这种方式难以实时进行监测。
因此，本发明提供了冲击地压监控传感器以及冲击地压用监控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冲击地压监控传感器以及冲击地压用监控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明所述的冲击地压监控传感器提供如下技术方案：
一种冲击地压监控传感器，包括外屏蔽壳、内绝缘圈座、三角形振荡座、弹性支撑机构和磁感应组件，其中，所述外屏蔽壳内固定设置有内绝缘圈座，所述内绝缘圈座内的中心处采用弹性支撑机构支撑设置有所述三角形振荡座，所述内绝缘圈座的内壁上圆周阵列固定设置有三个单独的磁感应组件，所述三角形振荡座的三个边上均设置有凹凸变化，所述三个磁感应组件分别与所述三角形振荡座的三个边正对。
冲击地压监控传感器安装在井下，当冲击地压使得该传感器振荡时，所述三角形振荡座与所述磁感应组件之间产生相对运动，进而使得述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，从而改变磁路磁通，并由所述磁感应组件感应获取变化的磁场信号，并将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测。
进一步，作为优选，所述三角形振荡座为等边三角形结构，且所述三角形振荡座的边上设置有凸块，相邻的两个凸块之间设置有间隙，间隙大小大于所述凸块的宽度。
进一步，作为优选，所述三角形振荡座的中心设置有通孔，所述弹性支撑机构包括多根支撑杆、中心圈和支撑簧，其中，所述多根支撑杆圆周阵列在所述通孔内，且支撑杆沿着通孔的径向方向延伸，所述通孔的中心同轴设置有固定在支撑杆上的中心圈，所述中心圈的两端采用支撑簧支撑在外屏蔽壳上。
进一步，作为优选，所述磁感应组件包括永磁铁和线圈，其中，所述永磁铁固定在内绝缘圈座的内壁上，且所述永磁铁上绕设有所述线圈，所述永磁铁的一端作为磁极且朝向所述三角形振荡座的边设置，所述线圈的端部连接至信号放大处理器。
本发明所述的冲击地压用监控装置采用如下技术方案实现：一种冲击地压用监控装置，包括井上监控部分和井下监控部分，包括井上监控部分和井下监控部分，所述井上监控部分与井下监控部分通讯连接；所述井下监控部分包括通讯基站、多个冲击地压监控传感器以及与冲击地压监控传感器数目相同的数据处理器，通讯基站对应多个所述冲击地压监控传感器，且每个所述冲击地压监控传感器与通讯基站之间采用数据处理器连接；
当冲击地压使得该冲击地压监控传感器振荡时，所述三角形振荡座与所述磁感应组件之间产生相对运动，进而使得述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，从而改变磁路磁通，并由所述磁感应组件感应获取变化的磁场信号，并将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测。
进一步，作为优选，所述井上监控部分包括通信模块、工业计算机、路由器和远程监控计算机，其中，各个所述通讯基站与所述通信模块通信连接，所述通信模块与所述工业计算机连接，所述工业计算机通过路由器与所述远程监控计算机无线通信连接。
进一步，作为优选，相邻的所述凸块伸出所述三角形振荡座的边的高度沿着所述三角形振荡座的边的延伸方向依次增大或者减小。
进一步，作为优选，所述冲击地压监控传感器布置在煤矿巷道的煤层钻孔中或者煤层的锚固孔中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明利用电磁感应的原理，线圈与永磁铁相对于内绝缘圈座静止不动，而三角形振荡座与内绝缘圈座之间在冲击地压震动波的震动下，会产生相对运动，这种运动使得述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，从而改变磁路磁通，并由所述磁感应组件感应获取变化的磁场信号，并将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测，有效提高检测的精度；
（2）本发明采用等边三角形振荡座的方式，从三个方向上进行振荡冲击波的监测，可以保证监测的准确度，同时，相邻的所述凸块伸出所述三角形振荡座的边的高度沿着所述三角形振荡座的边的延伸方向依次增大或者减小的设置，可以实现对振荡冲击波大小的判断，保证监控效果；
（3）本发明采用远程监控的方式，可以有效的提高冲击地压的监控效果，保证煤矿井下的安全。
附图说明
图1为冲击地压用监控装置的整体布置结构示意图。
图2为冲击地压用监控装置中的冲击地压监控传感器结构示意图。
1-冲击地压监控传感器，2-数据处理器，3-通讯基站，4-通信模块，5-工业计算机，6-路由器，7-远程监控计算机，8-外屏蔽壳，9-内绝缘圈座，10-信号放大处理器，11-永磁铁，12-线圈，13-凸块，14-三角形振荡座，15-支撑杆，16-中心圈，17-支撑簧。
具体实施方式
请参阅图1～2，本发明实施例中，冲击地压用监控装置，包括井上监控部分和井下监控部分，所述井上监控部分与井下监控部分通讯连接，所述井下监控部分包括通讯基站3、冲击地压监控传感器1、数据处理器2，每个通讯基站对应多个所述冲击地压监控传感器1，且每个所述冲击地压监控传感器1与通讯基站3之间采用数据处理器2连接；所述冲击地压监控传感器1包括外屏蔽壳8、内绝缘圈座9、三角形振荡座14、弹性支撑机构和磁感应组件，其中，所述外屏蔽壳8内固定设置有内绝缘圈座9，所述内绝缘圈座9内的中心处采用弹性支撑机构支撑设置有所述三角形振荡座14，所述内绝缘圈座9的内壁上圆周阵列固定设置有三个单独的磁感应组件，所述三角形振荡座的三个边上均设置有凹凸变化，所述磁感应组件与所述三角形振荡座14的边正对，当冲击地压使得该传感器振荡时，所述三角形振荡座与所述磁感应组件之间产生相对运动，进而使得述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，从而改变磁路磁通，并由所述磁感应组件感应获取变化的磁场信号，并将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测。
在本发明中，所述三角形振荡座为等边三角形结构，且所述三角形振荡座的边上设置有凸块13，相邻的两个凸块之间设置有间隙，间隙大小大于所述凸块的宽度。
作为较佳的实施例，所述三角形振荡座的中心设置有通孔，所述弹性支撑机构包括多根支撑杆15、中心圈16和支撑簧17，其中，所述多根支撑杆15圆周阵列在所述通孔内，且支撑杆沿着通孔的径向方向延伸，所述通孔的中心同轴设置有固定在支撑杆上的中心圈16，所述中心圈（与内绝缘圈座9中心同轴）的两端采用支撑簧17支撑在外屏蔽壳8或内绝缘圈座9上。
作为更佳的实施例，所述磁感应组件包括永磁铁11、线圈12和磁极，其中，所述永磁铁11固定在内绝缘圈座9的内壁上，且所述永磁铁上绕设有所述线圈，所述永磁铁的一端设置有磁极，且磁极的一端朝向所述三角形振荡座的边设置，所述线圈的端部连接至信号放大处理器10，信号放大处理器10与数据处理器2相连接。
此外，在本发明中，所述井上监控部分包括通信模块4、工业计算机5、路由器6和远程监控计算机7，其中，各个所述通讯基站3与所述通信模块4通信连接，所述通信模块与所述工业计算机连接，所述工业计算机通过路由器与所述远程监控计算机7无线通信连接。
其中，相邻的所述凸块13伸出所述三角形振荡座的边的高度沿着所述三角形振荡座的边的延伸方向依次增大或者减小。如图2中，左侧边的凸块由上向下高度逐渐减小；底边的凸块由左向右高度逐渐减小，右侧边的左侧边的凸块由下向上高度逐渐减小。所述冲击地压监控传感器1布置在煤矿巷道的煤层钻孔中或者煤层的锚固孔中。
本发明利用电磁感应的原理，线圈与永磁铁相对于内绝缘圈座静止不动，而三角形振荡座与内绝缘圈座之间在冲击地压震动波的震动下，会产生相对运动，这种运动使得述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，从而改变磁路磁通，并由所述磁感应组件感应获取变化的磁场信号，并将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测，有效提高检测的精度；本发明采用等边三角形振荡座的方式，从三个方向上进行振荡冲击波的监测，可以保证监测的准确度，同时，相邻的所述凸块伸出所述三角形振荡座的边的高度沿着所述三角形振荡座的边的延伸方向依次增大或者减小的设置，可以实现对振荡冲击波大小的判断，保证监控效果；本发明采用远程监控的方式，可以有效的提高冲击地压的监控效果，保证煤矿井下的安全。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冲击地压监控传感器，其特征在于，包括外屏蔽壳（8）、内绝缘圈座（9）、三角形振荡座（14）、弹性支撑机构和磁感应组件，其中，所述外屏蔽壳（8）内固定设置有内绝缘圈座（9），所述内绝缘圈座（9）内的中心处采用弹性支撑机构支撑设置有所述三角形振荡座（14），所述内绝缘圈座（9）的内壁上圆周阵列固定设置有三个单独的磁感应组件，所述三角形振荡座（14）的三个边上均设置有凹凸变化，所述三个磁感应组件分别与所述三角形振荡座（14）的三个边正对。
2.根据权利要求1所述的冲击地压监控传感器，其特征在于，所述三角形振荡座（14）为等边三角形结构，且所述三角形振荡座（14）的边上均设置有凸块（13），相邻的两个凸块（13）之间设置有间隙，间隙大小大于所述凸块（13）的宽度。
3.根据权利要求1所述的冲击地压监控传感器，其特征在于，所述三角形振荡座的中心设置有通孔，所述弹性支撑机构包括多根支撑杆（15）、中心圈（16）和支撑簧（17），其中，所述多根支撑杆（15）圆周阵列在所述通孔内，且支撑杆（15）沿着通孔的径向方向延伸，所述通孔的中心同轴设置有固定在支撑杆（15）上的中心圈（16），所述中心圈的两端采用支撑簧（17）支撑在外屏蔽壳（8）。
4.根据权利要求1所述的冲击地压监控传感器，其特征在于，所述磁感应组件包括永磁铁（11）和线圈（12），其中，所述永磁铁（11）固定在内绝缘圈座（9）的内壁上，且所述永磁铁（11）上绕设有所述线圈（12），所述永磁铁（11）的一端作为磁极且朝向所述三角形振荡座的边设置，所述线圈（12）的端部连接至信号放大处理器（10）。
5.根据权利要求2所述的冲击地压监控传感器，其特征在于，相邻的所述凸块（13）伸出所述三角形振荡座（14）的边的高度沿着所述三角形振荡座（14）的边的延伸方向依次增大或者减小。
6.一种冲击地压用监控装置，包括井上监控部分和井下监控部分，包括井上监控部分和井下监控部分，所述井上监控部分与井下监控部分通讯连接；其特征在于，所述井下监控部分包括通讯基站（3）、权利要求1~5任一项所述的多个冲击地压监控传感器（1）以及与冲击地压监控传感器（1）数目相同的数据处理器（2），通讯基站（3）对应多个所述冲击地压监控传感器（1），且每个所述冲击地压监控传感器（1）与通讯基站（3）之间采用数据处理器（2）连接；
当冲击地压使得该冲击地压监控传感器（1）振荡时，所述三角形振荡座（14）与所述磁感应组件之间产生相对运动，进而使得述磁感应组件与三角形振荡座（14）之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，从而改变磁路磁通，并由所述磁感应组件感应获取变化的磁场信号，并将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测。
7.如权利要求6所述的冲击地压用监控装置，其特征在于，所述井上监控部分包括通信模块（4）、工业计算机（5）、路由器（6）和远程监控计算机（7），其中，各个所述通讯基站（3）与所述通信模块（4）通信连接，所述通信模块（4）与所述工业计算机（5）连接，所述工业计算机（5）通过路由器（6）与所述远程监控计算机（7）无线通信连接。
8.如权利要求6或7所述的冲击地压用监控装置，其特征在于，所述冲击地压监控传感器（1）布置在煤矿巷道的煤层钻孔中或者煤层的锚固孔中。
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