一種巖層傾角監測儀制造技術

本實用新型專利技術一種巖層傾角監測儀，包括高強防爆屏蔽殼體、傾角監測模塊、信號管理模塊、電源管理模塊、內部連接線纜、自鎖裝置、電磁脫鉤器、外部連接線纜。其中，高強防爆屏蔽殼體為膠囊狀。對巖層角度的監測依靠重力方向作為基準，無需其他參照物，相對位移監測需要固定參照物而言，本實用新型專利技術省去了因選取參照物及參照物本身可能發生位移而導致的誤差，從而保證了監測數據的準確性。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術一種巖層傾角監測儀，包括高強防爆屏蔽殼體、傾角監測模塊、信號管理模塊、電源管理模塊、內部連接線纜、自鎖裝置、電磁脫鉤器、外部連接線纜。其中，高強防爆屏蔽殼體為膠囊狀。對巖層角度的監測依靠重力方向作為基準，無需其他參照物，相對位移監測需要固定參照物而言，本技術省去了因選取參照物及參照物本身可能發生位移而導致的誤差，從而保證了監測數據的準確性。【專利說明】—種巖層傾角監測儀
本技術屬于巖體變形監測裝置領域，具體是一種巖層傾角監測儀。
技術介紹
在采礦、土木、水利等工程施工過程中，施工區域巖層的運動會對工作空間結構穩定性及工程質量產生影響，準確、及時地掌握覆巖運動狀態，分析研究巖層運動規律、并做出精準預測預報，對施工安全、保障質量、提高效率具有極為重要的意義。僅我國某省，在過去的幾年中，就有多個煤礦發生過礦震事故，在這些事故中有些煤礦沒有對覆巖運動進行監測，有些煤礦即使做了監測，但仍舊發生了事故，說明現有覆巖運動監測技術仍存在不足。現有的巖層監測儀器多是對于巖層的位移、應力等物理參數的變化等進行監測。并且現有的監測手段也存在許多問題，如位移監測在參照物的選取上就存在困難，致使監測結果本身就存在較大誤差，而應力監測由于應力傳感器的安裝角度等問題導致監測數據同樣存在很大無法消除的誤差，并且以上監測手段都要求較高的監測儀密度，監測成本高，工程量大，周期長。如專利:礦層采動過程覆巖位移連續監測系統及其構建方法(申請號:201010244473.8)，礦山壓力位移監測系統(申請號:201020126703.6)都基于較多數量測儀安裝的基礎上才能實現一定精度的監測。 在該領域中，現有技術主要存在下述問題: (I)位移監測需要參照物，由于位移監測儀是安裝于地下巖層之中，而在開采過程中整個覆巖是處于動態變化的過程之中，因此要在覆巖中尋找某處基準點作為參照物是非常困難的。 (2)應力監測漂移大，應力監測儀安裝的角度不同、與巖層的接觸程度不同、巖層的運動趨勢不同等因素，都會造成應力監測結果的較大變化。 (3)監測儀安裝數量多、施工工程量大、成本高，由于位移、應力在整個覆巖中處處不同，因此要想得到面的覆巖運動狀態需要很多監測點進行監測，監測點安裝數量的增大就不可避免的造成了施工強度的增大與安裝成本的提高。 巖層角度監測突破傳統方式對位移、應力等物理量的監測，而是對巖層傾角的變化進行監測，該方式具有以下優點: (I)對角度的監測無需參照物，從而保證了監測數據的準確性。 (2)同一運動狀態下巖層(即同一巖梁上)的角度變化處處相同，監測儀無論安裝于何處均對于巖層運動具有同樣的敏感性，保證測的完整性。 (3)角度的變化可反應出巖層傾向與走向的空間變化狀態，不但在走向上可以進行巖層運動的分析，也可以對巖層傾向運動進行分析，從而具有更完整的巖層運動分析結果O (4)角度監測儀安裝時的巖層角度與變化后巖層角度的方向延長線的交點即為巖層的斷裂危險區，因此，理論上僅需一個檢測儀就可以對巖層的運動尤其是初次來壓進行預測。 基于以上種種優勢，巖層傾角變化的監測數據可更加準確判斷出巖層的運動狀態及發展趨勢，本專利提出的一種巖層傾角監測儀及監測系統，可以實現對巖層傾角變化的實時、精確監測。
技術實現思路
本技術一種巖層傾角監測儀，包括高強防爆屏蔽殼體、傾角監測模塊、信號管理模塊、電源管理模塊、內部連接線纜、自鎖裝置、電磁脫鉤器、外部連接線纜。其中，高強防爆屏蔽殼體為膠囊狀，在其底部及與自鎖裝置相連的地方均設有出線口，在其內部設有固定板，固定板固定于高強防爆屏蔽殼體內側，固定板用于固定傾角監測模塊、信號管理模塊、電源管理模塊等裝置；傾角監測模塊能夠將其自身相對于大地的角度變化數值轉化成電信號，并將該信號傳送給信號管理模塊；信號管理模塊能夠接收傾角監測模塊的信號，并對信號進行放大、整理，信號通過外部連接線纜傳輸給地面、井下計算機；電源管理模塊負責給傾角監測模塊、信號管理模塊和電磁脫鉤器等裝置供電；內部連接線纜分為信號線和電源線，信號線負責各模塊之間信號傳輸，電源線給各模塊提供電力；自鎖裝置和電磁脫鉤器相互配合，當本技術安裝到所需位置后，電磁脫鉤器可以將自鎖裝置解鎖，自鎖裝置解鎖后，能夠將本技術牢牢地固定于所需安裝位置，保證本技術不會因為外界震動等原因而移動，以防不能真實反應所處巖層的角度變化，自鎖裝置分別布設于本技術的頂部和底部，構成頂部自鎖裝置和底部自鎖裝置，頂部自鎖裝置打開后直徑為120毫米，底部自鎖裝置打開后直徑為140毫米；外部連接線纜為4芯屏蔽線纜，2芯信號線，2芯為電源線。 作為改進，所述高強防爆屏蔽殼體材質優選為Q390D或Q390E，殼體外徑80毫米， 高度140毫米。 作為改進，傾角監測模塊監測范圍在雙軸上均為(Γ±90°，測量傾角在(Γ±45°時測量精度為0.15°、測量傾角在±45°?±90°時測量精度為0.30°。 作為改進，電源管理模塊輸入交流電流36V，可多路輸出，輸出電壓5?36V、電流0.05?1Α。 作為改進，所述自鎖裝置由卡腳扭轉彈簧，卡腳扭轉彈簧轉軸，卡嘴頭組成，卡腳扭轉彈簧通過卡腳扭轉彈簧轉軸連接于高強防爆屏蔽殼體外表面，卡嘴頭位于卡腳扭轉彈簧的末端，卡嘴頭的內側表面還設有凹口，凹口可以和電磁脫鉤器的凸起卡舌相配合。電磁脫鉤器解鎖后，卡腳扭轉彈簧在自身扭力作用下，便可以與周圍巖體接觸，起到固定本技術的作用。 作為改進，所述電磁脫鉤器由底座，彈出彈簧，凸起卡舌，壓緊推桿，壓緊彈簧，電磁鐵組成，底座為“凹”字狀，固定于高強防爆屏蔽殼體外表面，壓緊彈簧能夠頂緊壓緊推桿，使凸起卡舌與卡嘴頭凹口相配合，能夠鎖住卡嘴頭，電磁鐵通電后產生吸附力，凸起卡舌向電磁鐵方向移動，卡嘴頭解鎖，在彈出彈簧作用下，卡腳扭轉彈簧彈出。 作為改進，所述外部連接線纜為螺旋線纜，螺旋線纜中部設有中線，中線為尼龍材質，中線通過連接頭母頭和連接頭子頭連接在一起，中線具有良好的抗拉能力，一方面可以保證在安裝過程中，螺旋線纜不會過大變形，能夠保持螺旋形狀，另一方面在使用過程中，主要靠中線受力，中線受力過大后會斷裂，螺旋線纜還可以釋放螺旋變形，保證螺旋線纜安全。多段螺旋線纜通過連接頭母頭、連接頭子頭可以相互連接延長。 作為改進，高強防爆屏蔽殼體內側設有多道環狀加勁肋，以增強高強防爆屏蔽殼體的抗壓能力。 本技術的有益效果是: (I)對巖層角度的監測依靠重力方向作為基準，無需其他參照物，相對位移監測需要固定參照物而言，本技術省去了因選取參照物及參照物本身可能發生位移而導致的誤差，從而保證了監測數據的準確性。 ( 2 )同一運動狀態下巖層的角度變化處處相同，本技術無論安裝于何處均對于巖層運動具有同樣的敏感性，只需要一個監測裝置，就能監測巖層的整體運動情況。而位移監測為了獲得完整數據，需要大量布點，成本代價高。 (3)本技術所監測的角度的變化可反應出巖層傾向與走向的空間變化狀態，不但在走向上可以進行巖層運動的分析，也可以對巖層傾向運動進行分析，從而具有更完整的巖層運動分析結果。 (4)本技術安裝時的巖層角度與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種巖層傾角監測儀，其特征在于：包括高強防爆屏蔽殼體（11）、傾角監測模塊（2）、信號管理模塊（3）、電源管理模塊（4）、內部連接線纜（5）、自鎖裝置（6）、電磁脫鉤器（7）、外部連接線纜（8）；所述高強防爆屏蔽殼體（11）為膠囊狀，在其底部及與自鎖裝置（6）相連的地方均設有出線口（12），在其內部設有固定板（13），固定板（13）固定于高強防爆屏蔽殼體（11）內側；傾角監測模塊（2）能夠將其自身相對于大地的角度變化數值轉化成電信號；信號管理模塊（3）能夠接收傾角監測模塊（2）的信號，并對信號進行放大、整理；電源管理模塊（4）負責給傾角監測模塊（2）、信號管理模塊（3）和電磁脫鉤器（7）供電；內部連接線纜（5）分為信號線（51）和電源線（52），信號線（51）負責各模塊之間信號傳輸，電源線（52）給各模塊提供電力；自鎖裝置（6）和電磁脫鉤器（7）相互配合，能夠將本實用新型牢牢地定于所需安裝位置，頂部自鎖裝置打開后直徑為120毫米，底部自鎖裝置打開后直徑為140毫米；外部連接線纜（8）為4芯屏蔽線纜，2芯信號線，2芯為電源線。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張開智，姬松濤，潘瑞凱，劉志和，王樹立，劉保成，吳業聃，
申請(專利權)人：山東科技大學，
類型：新型
國別省市：山東;37