一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器制造技术

一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，包括外壳、骨架和检测部，所述骨架的形状包括长条形，截面的形状包括弧形，所述检测部紧贴骨架的表面设置，所述检测部连接设置在矿井外的控制中心，由控制中心对检测部传回的信号进行解析分析，并对解析后的数据进行记录，所述骨架凸起的一面受到冲击后，在骨架内部应力的作用下，能够蜷缩成涡卷状，带动整个传感器将需要被检测的锚杆包裹起来，使用起来简单方便，且能够适用于目前市场上大部分的锚固锚杆，适用性强，所述外壳包裹在骨架外层，为骨架和测部提供密封保护，防止矿井中水和灰尘侵蚀骨架和检测部，影响传感器的正常检测。影响传感器的正常检测。影响传感器的正常检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器


[0001]本专利技术涉及矿山安全生产
，具体涉及如上所述的专利技术：一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器。

技术介绍

[0002]矿井巷道墙壁的岩层容易受采动的影响，内部产生形变，继而影响锚杆对岩层的锚固，容易导致矿难的发生。矿井岩层的形变传递到锚杆上，主要是体现在锚杆所受的轴向应力会发生变化，通过对锚杆所受轴向应力进行监测，就能对矿样巷道的岩层变动进行监控，预测其导致的矿难。
[0003]光纤锚杆应力传感器是一种用于矿井下锚杆轴向应力监测的传感器，可以测量因采动影响锚杆应力的变化，是研究采场动压作用规律的重要手段，可用于采场冲击低压初期预测和趋势分析。
[0004]目前市场上的光纤锚杆应力传感器基本上都是使用一个轴套套在锚杆上，光纤光栅贴在轴套外侧表面，外侧再套上外壳，具体如图1所示专利号为CN202023132004.5的专利提到的一种矿用光纤锚索应力传感器，其缝隙比较多，密封条件较差，而矿井中的环境都比较恶劣，空气中弥漫着灰尘水滴甚至一些具有腐蚀性的气体，这些杂物容易从缝隙进入传感器中，影响光纤光栅的正常工作，降低传感器的使用寿命。因为光纤光栅与锚杆之间还间隔了轴套，因此轴套必须与锚杆接触紧实才能确保检测的准确性，导致市场上的光纤锚杆应力传感器一般只能对应一种型号的锚杆，而且对轴套和锚杆的加工精度要求非常高，这也使得锚杆和轴套比较容易受环境影响产生误差影响传感器的正常检测，综上所述，传统的光纤锚杆应力传感器制造成本高，安装困难，密封性差，间接导致其需要经常维修，使用成本也比较高。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术不足，本专利技术提供如上所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，该传感器的主体形状包括长条形的软质外壳，外壳中设置有骨架，光纤光栅和应变片贴在骨架上，将传感器朝锚杆上甩去，骨架即可带动光纤光栅和应变片成螺旋状包裹在锚杆上，结构简单，安装方便快捷，且软质外壳使用橡胶一体制成，没有缝隙，防水防尘性能优良。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，其特征在于，包括外壳、骨架和检测部；所述检测部沿骨架的表面设置，并与矿井外的控制中心连接，所述检测部包括光纤光栅和应变感应片，所述控制中心包括光纤动态解析部和电信号解析部，所述光纤光栅沿骨架长度方向布置，并通过光缆与光纤动态解析部连接，所述应变感应片通过5G融合技术与电信号解析部连接；所述外壳采用弹性材料制成，包裹在骨架和检测部外侧，为骨架和测部提供密封保护，并能带动骨架和检测部呈现两种形态，一种是伸展形态，一种是安装形
态；当所述外壳带动骨架和检测部呈伸展形态时，所述骨架能够保持伸直状态；当所述外壳带动骨架和检测部呈安装形态时，所述骨架能绕在锚杆外侧，带动整个传感器将需要被检测的锚杆包裹起来，使用起来简单方便，适用性强，所述外壳包裹在骨架外层，。
[0008]如上所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，所述骨架为弹性片，骨架处于伸展形态时，其截面的形状包括圆弧形，骨架处于安装形态时，其截面的形状包括长条形，原理是将卷曲的骨架原材料拉直了，冲压成弧形，这样就有了两个内应力，把骨架拉直后，弧形的应力把骨架撑住。
[0009]进一步的，所述骨架处于伸展形态时，其凸起的一面中间设置有光栅槽，所述光纤光栅设置在光栅槽中，所述应变感应片设置在光栅槽表面，所述骨架处于安装形态时，其设置有光栅槽的一面朝向锚杆应变感应片与光纤光栅设置的位置越靠近，其检测结果产生的误差就越小。
[0010]如上所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，沿所述外壳的两侧沿其长度方向设置有连接槽轨，所述连接槽轨包括左侧的左槽轨和右侧的右槽轨，在骨架缠绕在锚杆外侧时，所述左槽轨能够与右槽轨相互扣合在一起。
[0011]进一步的，所述左槽轨与右槽轨扣合在一起的总高度不超过外壳厚度。
[0012]如上所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，所述外壳的下侧表面设置有磁吸固定部，所述磁吸固定部由若干个磁铁组成，当传感器固定在锚杆表面时，所述磁吸固定部的磁铁能够为传感器提供吸附力，吸附在锚杆表面。
[0013]进一步的，所述磁吸固定部的磁铁形状包括矩形，且为矩形密铺设置在外壳的下侧表面上，所述磁铁的侧面截面形状包括倒置的等腰梯形，使磁吸固定部与锚杆表面更加贴合。
[0014]进一步的，每块所述磁铁下表面的面积不超过4平方毫米，磁铁的面积越小，锚杆传递到检测部的应力损耗就越小，传感器对锚杆轴向应力的检测误差就越小。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]1、本专利技术所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，所述传感器的外层包裹有软质的外壳，整个传感器没有任何接缝，防水性能优越；
[0017]2、本专利技术所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，所述传感器的骨架在轻微受力之后，即可卷曲包裹住锚杆，相对传统锚杆应力传感器的复制安装步骤，设置更方便。
[0018]3、本专利技术所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，所述传感器能够的骨架能够自由卷曲，因此能够固定在市场上大部分圆形锚杆的表面，适用形更强。
[0019]4、本专利技术所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，所述传感器的检测部与锚杆表面只间隔一层外壳，锚杆所受的轴向应力更容易传递到检测部上，更容易被检测部检测到，灵敏度和精度相对传统锚杆应力传感器都要高。
附图说明
[0020]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。
[0021]在附图中：
[0022]图1为传统光纤锚杆应力传感器的结构示意图；
[0023]图2为实施例1中一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器的结构示意图；
[0024]图3为实施例1中光纤锚杆应力传感器默认状态下的剖面图；
[0025]图4为实施例1中光纤锚杆应力传感器安装状态下的剖面图；
[0026]图5为实施例1中光纤锚杆应力传感器的局部放大图；
[0027]图6为实施例1中传感器与锚杆配合安装的结构示意图；
[0028]图7为实施例1中连接槽轨的结构示意图；
[0029]图中各附图标记所代表的组件为：
[0030]1、外壳；11、连接槽轨；12、导轨壁；13、连接部；14、限位部；15、左槽轨；16、右槽轨；2、骨架；3、检测部；31、光纤光栅；32、应变感应片；4、锚杆；5、磁吸固定部；51、磁铁。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施方式和进一步的实施例对本专利技术作进一步的描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0032]具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，其特征在于，包括外壳(1)、骨架(2)和检测部(3)；所述检测部(3)沿骨架(2)的表面设置，并与矿井外的控制中心连接，所述检测部(3)包括光纤光栅(31)和应变感应片(32)，所述控制中心包括光纤动态解析部和电信号解析部，所述光纤光栅(31)沿骨架(2)长度方向布置，并通过光缆与光纤动态解析部连接，所述应变感应片(32)通过5G融合技术与电信号解析部连接；所述外壳(1)采用弹性材料制成，包裹在骨架(2)和检测部(3)外侧，并能带动骨架(2)和检测部(3)呈现两种形态，一种是伸展形态，一种是安装形态；当所述外壳(1)带动骨架(2)和检测部(3)呈伸展形态时，所述骨架(2)能够保持伸直状态；当所述外壳(1)带动骨架(2)和检测部(3)呈安装形态时，所述骨架(2)能绕在锚杆外侧。2.根据权利要求1所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，其特征在于，所述骨架(2)为弹性片，骨架(2)处于伸展形态时，其截面的形状包括圆弧形，骨架(2)处于安装形态时，其截面的形状包括长条形。3.根据权利要求2所述的一种基于5G融合技术防水矿用光纤锚杆应力传感器，其特征在于，所述骨架(2)处于伸展形态时，其凸起的一面中间设置有光栅槽，所述光纤光栅(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩会峰，王宝民，李鑫明，周传凤，侯凡华，
申请(专利权)人：山东道宽智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：