一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置及系統(tǒng)，其中，該測(cè)量裝置包括圓柱體永磁鐵和固定測(cè)量單元，其中，固定測(cè)量單元至少包括支撐彈簧、通電導(dǎo)線、壓電陶瓷、旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧及第一外加電源，圓柱體永磁鐵套接于支撐彈簧上，通電導(dǎo)線設(shè)置在該圓柱體永磁鐵的下方，通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度等于支撐彈簧的直徑，通電導(dǎo)線的一端連接在第一外加電源上，通電導(dǎo)線的另一端連接在旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧的一端，旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧的另一端連接壓電陶瓷上，并由壓電陶瓷輸出電信號(hào)，本實(shí)用新型可以通過測(cè)量煤層發(fā)生位移時(shí)的磁通量變化施加在通電導(dǎo)線上的力所引起的差壓電動(dòng)勢(shì)的變化值來監(jiān)測(cè)煤層位移沉降情況，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警，起到監(jiān)測(cè)和預(yù)警的作用。
【專利說明】
一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及礦井安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)煤礦開采過度而且缺乏現(xiàn)有的保障措施，導(dǎo)致問題聘發(fā)，表現(xiàn)在:煤層沉降問題嚴(yán)重，被采煤掏空后下方形成空心層，上方大量的層土在壓力作用下發(fā)成位移和沉降。目前采用的預(yù)測(cè)煤層沉降實(shí)際是采用礦井下支柱變形量進(jìn)行預(yù)測(cè)，現(xiàn)有的預(yù)測(cè)方法具備很大的局限性，表現(xiàn)為:礦井支柱的變形需要人工測(cè)量，測(cè)量存在誤差，由于數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算監(jiān)測(cè)需要人工進(jìn)行，就會(huì)存在檢測(cè)人員未巡視至該區(qū)域而該區(qū)域發(fā)生了位移和沉降未被監(jiān)測(cè)到，存在監(jiān)管盲區(qū)。而且數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)傳輸至中央控制室自動(dòng)計(jì)算輸出結(jié)果，需要后續(xù)的人工測(cè)算才能知道位移是否發(fā)生，數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜，滯后性較為嚴(yán)重，不能實(shí)時(shí)反應(yīng)出煤礦井下煤層的狀態(tài)。
[0003]目前的這些測(cè)量方法和技術(shù)都有局限，導(dǎo)致現(xiàn)有的煤層發(fā)生位移和沉降時(shí)的測(cè)試手段不科學(xué)、不精密，不能提前對(duì)發(fā)生沉降或即將塌方的煤層塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致了較多的安全事故。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中煤層發(fā)生位移和沉降時(shí)的測(cè)試手段不科學(xué)、不精密的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:
[0006]—種煤層位移沉降的測(cè)量裝置，包括圓柱體永磁鐵和固定測(cè)量單元，其中，固定測(cè)量單元至少包括支撐彈簧、通電導(dǎo)線、壓電陶瓷、旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧及第一外加電源，圓柱體永磁鐵套接于支撐彈簧上，通電導(dǎo)線設(shè)置在該圓柱體永磁鐵的下方，通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度等于支撐彈簧的直徑，通電導(dǎo)線的一端連接在第一外加電源上，通電導(dǎo)線的另一端連接在旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧的一端，旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧的另一端連接壓電陶瓷上，并由壓電陶瓷輸出電信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，在固定測(cè)量單元的中部外側(cè)位置同時(shí)設(shè)置有滑槽，在滑槽內(nèi)設(shè)置可上下滑動(dòng)的滑動(dòng)槽片，槽片內(nèi)有常開型干簧管連接的報(bào)警觸發(fā)器，并分別在兩端與第二外加電源連接。
[0008]另外，本實(shí)用新型還提供了一種煤層位移沉降的測(cè)量系統(tǒng)，包括上述煤層位移沉降的測(cè)量裝置，以及采集電路單元、控制器和顯示模塊，控制器通過所述采集電路單元連接煤層位移沉降的測(cè)量裝置，所述顯示模塊連接控制器。
[0009]優(yōu)選地，還包括一紅外遙控接收模塊，適于接收對(duì)控制信號(hào)。
[0010]如上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型解決了測(cè)試煤層位移沉降的各種弊端，不受測(cè)量監(jiān)測(cè)不及時(shí)，不能實(shí)時(shí)測(cè)量和顯示等弊端的限制，并且解決了微觀測(cè)量和精確測(cè)量等問題，能實(shí)現(xiàn)煤層位移沉降微觀狀態(tài)下的顯示，并通過數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，保證實(shí)時(shí)監(jiān)控的精確性，并且設(shè)置了干簧管報(bào)警并聯(lián)電路，在位移超過限值時(shí)直接報(bào)警起到安全保護(hù)作用。
【附圖說明】
[0011]圖1顯示為一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置的原理圖。
[0012]圖2顯示為一種煤層位移沉降的測(cè)量系統(tǒng)的原理圖。
[0013]元件標(biāo)號(hào)說明
[0014]I圓柱體永磁鐵
[0015]2固定測(cè)量單元
[0016]21支撐彈簧
[0017]22通電導(dǎo)線
[0018]23第一外加電源
[0019]24旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧
[0020]25壓電陶瓷[0021 ]3 滑槽
[0022]4干簧管
[0023]5報(bào)警觸發(fā)器
[0024]6滑動(dòng)槽片
[0025]7第二外加電源
[0026]8采集電路單元
[0027]9控制器
[0028]10顯示模塊
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0030]請(qǐng)參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0031]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置的原理圖，如圖所示，該煤層位移沉降的測(cè)量裝置包括圓柱體永磁鐵和固定測(cè)量單元2，其中，固定測(cè)量單元2至少包括支撐彈簧21、通電導(dǎo)線22、壓電陶瓷25、旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧24及第一外加電源23，圓柱體永磁鐵I套接于支撐彈簧21上，通電導(dǎo)線22設(shè)置在該圓柱體永磁鐵I的下方，通電導(dǎo)線22的長(zhǎng)度等于支撐彈簧21的直徑，通電導(dǎo)線22的一端連接在第一外加電源23上，通電導(dǎo)線22的另一端連接在旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧24的一端，旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧24的另一端連接壓電陶瓷25上，并由壓電陶瓷25輸出電信號(hào)。
[0032]通過上述方案，可以將圓柱體永磁鐵I與煤層接觸，當(dāng)圓柱體永磁鐵I向下移動(dòng)時(shí)，此時(shí)固定測(cè)量單元2內(nèi)的磁通量將從悉數(shù)變得逐漸密集，通電的金屬導(dǎo)線在變化的磁通量下發(fā)生洛倫磁力而順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，而通電金屬導(dǎo)線的左端通過精密感應(yīng)彈簧連接著壓電陶瓷25，發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的洛倫磁力將通過彈簧的傳遞作用施加在壓電陶瓷25上。壓電陶瓷25在外來壓力的作用下產(chǎn)生壓電效應(yīng)，在壓電陶瓷25兩端產(chǎn)生差壓電動(dòng)勢(shì)，并輸出電信號(hào)。
[0033]在具體實(shí)施中，請(qǐng)參閱圖2，為一種煤層位移沉降的測(cè)量系統(tǒng)的原理圖，如圖所示，可以將上述煤層位移沉降的測(cè)量裝置通過一采集電路單元8連接一控制器9，通過控制器9對(duì)煤層位移沉降的測(cè)量裝置輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理以后進(jìn)行顯示，從而得知煤層的位移情況。一般地，該采集電路單元8可以為一電壓放大電路模塊，控制器9可以為一單片機(jī)，還可以包括一適于顯示處理結(jié)果的顯示模塊10，該顯示模塊10連接在控制器9上。
[0034]在具體實(shí)施中，還可以設(shè)置一紅外遙控接收模塊，紅外遙控接收模塊連接在控制器上，適于通過無線接收外來的信號(hào)對(duì)控制器進(jìn)行控制，防止了由于物理按鍵控制容易產(chǎn)生靜電的情況，從而避免隱患事故。
[0035]在具體實(shí)施中，再結(jié)合圖1，在固定測(cè)量單元2的中部外側(cè)位置同時(shí)設(shè)置有滑槽3，在滑槽內(nèi)設(shè)置可上下滑動(dòng)的滑動(dòng)槽片6，槽片內(nèi)有常開型干簧管4連接的報(bào)警觸發(fā)器5，并分別在兩端與第二外加電源7的正負(fù)極相連。當(dāng)固定測(cè)量單元2內(nèi)的磁通量將從悉數(shù)變得逐漸密集時(shí)，干簧管4內(nèi)部的兩個(gè)觸點(diǎn)被磁化后分別形成N級(jí)和S級(jí)；當(dāng)固體永磁鐵不斷接近下沉至報(bào)警限值，固定測(cè)量單元內(nèi)的磁通量逐漸增大到N級(jí)和S級(jí)之間的吸引力大于干簧管4固有的吸合值時(shí)，干簧管內(nèi)的兩個(gè)觸點(diǎn)自動(dòng)結(jié)合，整個(gè)線路被導(dǎo)通，報(bào)警觸發(fā)器5將自動(dòng)被激發(fā)，此時(shí)提醒煤層位移沉降值超標(biāo)，起到安全預(yù)警的作用。
[0036]本實(shí)用新型用于應(yīng)用在煤礦領(lǐng)域中，通過測(cè)量煤層發(fā)生位移時(shí)的磁通量變化施加在通電導(dǎo)線22上的力所引起的差壓電動(dòng)勢(shì)的變化值來監(jiān)測(cè)煤層位移沉降情況，以及干簧管在磁通量變化引起的通斷情況來實(shí)現(xiàn)煤層位移沉降監(jiān)控，通過設(shè)定煤層位移報(bào)警限值來實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警，起到監(jiān)測(cè)和預(yù)警的作用。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0037]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤層位移沉降的測(cè)量裝置，其特征在于:包括圓柱體永磁鐵和固定測(cè)量單元，其中，固定測(cè)量單元至少包括支撐彈簧、通電導(dǎo)線、壓電陶瓷、旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧及第一外加電源，圓柱體永磁鐵套接于支撐彈簧上，通電導(dǎo)線設(shè)置在該圓柱體永磁鐵的下方，通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度等于支撐彈簧的直徑，通電導(dǎo)線的一端連接在第一外加電源上，通電導(dǎo)線的另一端連接在旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧的一端，旋轉(zhuǎn)傳遞彈簧的另一端連接壓電陶瓷上，并由壓電陶瓷輸出電信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層位移沉降的測(cè)量裝置，其特征在于:在固定測(cè)量單元的中部外側(cè)位置同時(shí)設(shè)置有滑槽，在滑槽內(nèi)設(shè)置可上下滑動(dòng)的滑動(dòng)槽片，槽片內(nèi)有常開型干簧管連接的報(bào)警觸發(fā)器，并分別在兩端與第二外加電源連接。3.一種煤層位移沉降的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1或2所述的煤層位移沉降的測(cè)量裝置，以及采集電路單元、控制器和顯示模塊，控制器通過所述采集電路單元連接煤層位移沉降的測(cè)量裝置，所述顯示模塊連接控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層位移沉降的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:還包括一紅外遙控接收模塊，適于接收對(duì)控制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01C5/00GK205426138SQ201521047053
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日
【發(fā)明人】刁家久, 蘇寧, 李健, 石成曉
【申請(qǐng)人】重慶梅安森科技股份有限公司