一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备制造技术

本发明专利技术属于光纤光栅传感器技术领域，尤其是一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备，现提出以下方案，包括底座和安全防护组件，所述安全防护组件包括防护筒，且底座的顶部固定连接有顶起气缸，防护筒固定连接于顶起气缸的顶部。本发明专利技术通过设置有初步缓冲组件，在应力杆被动下降的过程中，应力杆外侧的按压板对挤压架下方的缓冲气囊和其自身下方环形分布的缓冲弹簧进行挤压，通过该种方式实现应力杆的初步缓冲，避免应力杆急速下降造成光纤光栅传感器本体接触瞬间被损坏，同时，缓冲气囊和缓冲弹簧双重配合，提高初步缓冲效果的同时，也可以避免缓冲弹簧或者缓冲气囊单方面损坏严重，从而延长缓冲气囊和缓冲弹簧的使用寿命。从而延长缓冲气囊和缓冲弹簧的使用寿命。从而延长缓冲气囊和缓冲弹簧的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备


[0001]本专利技术涉及光纤光栅传感器
，尤其涉及一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备。

技术介绍

[0002]光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器；光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量，由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感，即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动，使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分，因此，解决交叉敏感问题，实现温度和应力的区分测量是传感器实用化的前提。通过一定的技术来测定应力和温度变化来实现对温度和应力区分测量。这些技术的基本原理都是利用两根或者两段具有不同温度和应变响应灵敏度的光纤光栅构成双光栅温度与应变传感器。
[0003]现有的矿道在开掘过程中，矿道内部随时会因各种原因而出现坍塌，当矿道出现坍塌时，危机矿道内部的工作人员的生命安全，因此，需要在矿道内部安装应力监测设备，现有的应力监测设备在使用过程中，矿道坍塌带动应力杆向下方挤压，坍塌产生的下坠力度很大，这将导致应力杆对下方的光纤光栅传感器造成的挤压力度过大，容易直接造成光纤光栅传感器的损坏，导致其无法持续工作，从而降低该基于光纤光栅传感器的应力监测设备的使用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备，包括底座和安全防护组件，所述安全防护组件包括防护筒，且底座的顶部固定连接有顶起气缸，防护筒固定连接于顶起气缸的顶部，所述防护筒的内部固定连接有内板，且内板的顶部开有下放孔，内板位于下放孔下方的底部环形分布有安装块，下放孔的内壁等距离通过铰链连接有下压板，且每个下压板的底部均固定连接有挤压弹簧，每个挤压弹簧的另一端均固定连接于安装块的外侧，多个所述下压板的顶部放置有升降框，且升降框上放置有光纤光栅传感器本体，每个下压板的顶部均等距离固定连接有接触弧杆，所述内板位于升降框外侧的顶部固定连接有环形阻框，且环形阻框的顶部开有嵌入环槽，升降框的外侧等距离固定连接有嵌入块，嵌入块与嵌入环槽相适配，所述防护筒的内壁等距离通过铰链连接有隔绝弧板，且隔绝弧板的顶部位于光纤光栅传感器本体下方，防护筒的顶部开有安装孔，安装孔的内部固定连接有对接筒。
[0005]作为本专利技术进一步的方案，所述防护筒的顶部环形分布有固定杆，且多个固定杆的顶部设有同一个初步缓冲组件，对接筒的内部插接有应力杆，应力杆穿过初步缓冲组件。
[0006]作为本专利技术进一步的方案，所述初步缓冲组件包括缓冲框，且缓冲框的顶部和底部均开有穿孔，应力杆穿过上下两个穿孔，两个穿孔的内壁均环形分布有防摩擦圆杆，应力
杆与防摩擦圆杆相接触。
[0007]作为本专利技术进一步的方案，所述应力杆位于缓冲框内部的外侧固定连接有按压板，且缓冲框的底部内壁等距离固定连接有缓冲弹簧，缓冲弹簧的另一端固定连接于按压板的底部，缓冲框靠近中心点的底部放置有缓冲气囊，按压板位于缓冲气囊上方的底部固定连接有挤压架，挤压架与缓冲气囊相接触。
[0008]作为本专利技术进一步的方案，所述底座的顶部等距离固定连接有接地架，且每个接地架的外侧均等距离开有限位孔，每个限位孔的内部均插接有入地桩，应力杆的顶部固定连接有顶端接触板。
[0009]作为本专利技术进一步的方案，所述底座的顶部等距离固定连接有安装柱，且每个安装柱的顶部均设有警报组件，警报组件包括警报器，警报器固定连接于安装柱的顶部，安装柱靠近顶端的两侧均固定连接有支撑杆，两个支撑杆的顶部固定连接有同一个扬声罩，扬声罩位于警报器的外侧。
[0010]作为本专利技术进一步的方案，每个所述接地架的顶部均固定连接有下限位筒，且防护筒的底部环形分布有上限位筒，上限位筒与下限位筒数量相同，每相对应的上限位筒和下限位筒的内部插接有同一个稳固杆。
[0011]作为本专利技术进一步的方案，每个所述接地架的顶部均设有进气顶起防护组件，且紧急顶起防护组件包括顶起板，顶起板通过铰链连接于顶端接触板的底部，顶起板靠近底端的外侧固定连接有连接片。
[0012]作为本专利技术进一步的方案，所述接地架的顶部固定连接有液压缸，且液压缸的输出端固定连接有安装框，安装框的顶部开有安放槽，安放槽的内部固定连接有称重传感器，安装框的顶部固定连接有两个伸缩连接杆，且两个伸缩连接杆的顶部固定连接有同一个调节轨，调节轨的底部与称重传感器相接触。
[0013]作为本专利技术进一步的方案，所述调节轨的内壁滑动连接有移动块，且移动块的顶部固定连接有轴架，轴架的内侧通过轴承连接有转动辊，连接板固定连接于转动辊的外侧。
[0014]本专利技术中的有益效果为：1、通过设置有安全防护组件，在通过该应力监测设备进行矿道顶部应力监测时，若是顶端接触板被挤压，则应力杆在重力挤压下落入下方的防护筒中，应力杆与光纤光栅传感器本体接触后，应力杆对光纤光栅传感器本体的挤压到达一定程度后，则位于下方的挤压弹簧被压缩，下压板发生偏转，则升降框开始下降，升降框外侧的嵌入块卡入环形阻框上的嵌入环槽中，升降框下降的过程中，应力杆逐渐与隔绝弧板接触，接触的过程中隔绝弧板被动下压，则当应力杆下降到移动程度后，各个隔绝弧板相接触，形成一个环形板，从而将应力杆进行阻挡，光纤光栅传感器本体位于各个隔绝弧板下方，实现应力杆与光纤光栅传感器本体的分隔，确保光纤光栅传感器本体不会因过度挤压而损坏，当应力杆复位后，则挤压弹簧带动下压板复位，光纤光栅传感器本体回复至原有状态，可重复使用，提高该应力监测设备的使用价值。
[0015]2、通过设置有紧急顶起防护组件，在矿道坍塌时，坍塌的石块和泥土对顶端接触板进行挤压，当顶端接触板下降至一定程度后，移动块移动至调节轨的一端，顶起板与顶端接触板逐渐呈现一个水平的状态，则称重传感器所受重力挤压到规定值，后端控制器控制液压缸带动安装框上升，上升的过程中，顶端接触板外侧环形分布的顶起板与顶端接触板
相配合，对该部分区域的石头和泥土进行支撑，从而在矿道坍塌时，多个应力监测设备共同工作，给予内部的工作人员提供一个相较而言安全的容身之处，提高该应力监测设备的使用价值。
[0016]3、通过设置有初步缓冲组件，在应力杆被动下降的过程中，应力杆外侧的按压板对挤压架下方的缓冲气囊和其自身下方环形分布的缓冲弹簧进行挤压，通过该种方式实现应力杆的初步缓冲，避免应力杆急速下降造成光纤光栅传感器本体接触瞬间被损坏，同时，缓冲气囊和缓冲弹簧双重配合，提高初步缓冲效果的同时，也可以避免缓冲弹簧或者缓冲气囊单方面损坏严重，从而延长缓冲气囊和缓冲弹簧的使用寿命。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提出的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备的整体结构示意图；图2为本专利技术提出的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备的整体结构俯视图；图3为本专利技术提出的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备的安全防护组件示意图；图4为本专利技术提出的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备的防护筒内部结构剖视图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备，包括底座（1）和安全防护组件（7），其特征在于，所述安全防护组件（7）包括防护筒（701），且底座（1）的顶部固定连接有顶起气缸（10），防护筒（701）固定连接于顶起气缸（10）的顶部，所述防护筒（701）的内部固定连接有内板（703），且内板（703）的顶部开有下放孔，内板（703）位于下放孔下方的底部环形分布有安装块（704），下放孔的内壁等距离通过铰链连接有下压板（710），且每个下压板（710）的底部均固定连接有挤压弹簧（711），每个挤压弹簧（711）的另一端均固定连接于安装块（704）的外侧，多个所述下压板（710）的顶部放置有升降框（707），且升降框（707）上放置有光纤光栅传感器本体（706），每个下压板（710）的顶部均等距离固定连接有接触弧杆（712），所述内板（703）位于升降框（707）外侧的顶部固定连接有环形阻框（705），且环形阻框（705）的顶部开有嵌入环槽（708），升降框（707）的外侧等距离固定连接有嵌入块（709），嵌入块（709）与嵌入环槽（708）相适配，所述防护筒（701）的内壁等距离通过铰链连接有隔绝弧板（702），且隔绝弧板（702）的顶部位于光纤光栅传感器本体（706）下方，防护筒（701）的顶部开有安装孔，安装孔的内部固定连接有对接筒（12）。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备，其特征在于，所述防护筒（701）的顶部环形分布有固定杆（6），且多个固定杆（6）的顶部设有同一个初步缓冲组件（5），对接筒（12）的内部插接有应力杆（14），应力杆（14）穿过初步缓冲组件（5）。3.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备，其特征在于，所述初步缓冲组件（5）包括缓冲框（501），且缓冲框（501）的顶部和底部均开有穿孔，应力杆（14）穿过上下两个穿孔，两个穿孔的内壁均环形分布有防摩擦圆杆（502），应力杆（14）与防摩擦圆杆（502）相接触。4.根据权利要求3所述的一种基于光纤光栅传感器的应力监测设备，其特征在于，所述应力杆（14）位于缓冲框（501）内部的外侧固定连接有按压板（503），且缓冲框（501）的底部内壁等距离固定连接有缓冲弹簧（505），缓冲弹簧（505）的另一端固定连接于按压板（503）的底部，缓冲框（501）靠近中心点的底部放置有缓冲气囊（506），按压板（503）位于缓冲气囊（506）上方的底部固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韬，黄金雷，郑龙浩，蒋琪琪，
申请(专利权)人：青岛海纳云智能系统有限公司青岛海纳云市政科技有限公司，
类型：发明
国别省市：