一種煤層位移沉降的測量裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種煤層位移沉降的測量裝置及系統，其中，該測量裝置包括圓柱體永磁鐵和固定測量單元，其中，固定測量單元至少包括支撐彈簧、通電導線、壓電陶瓷、旋轉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，通電導線設置在該圓柱體永磁鐵的下方，通電導線的長度等于支撐彈簧的直徑，通電導線的一端連接在第一外加電源上，通電導線的另一端連接在旋轉傳遞彈簧的一端，旋轉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，本實用新型可以通過測量煤層發生位移時的磁通量變化施加在通電導線上的力所引起的差壓電動勢的變化值來監測煤層位移沉降情況，實現提前預警，起到監測和預警的作用。
【專利說明】
一種煤層位移沉降的測量裝置及系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及礦井安全技術領域，特別是涉及一種煤層位移沉降的測量裝置及系統。
【背景技術】
[0002]目前我國煤礦開采過度而且缺乏現有的保障措施，導致問題聘發，表現在:煤層沉降問題嚴重，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成位移和沉降。目前采用的預測煤層沉降實際是采用礦井下支柱變形量進行預測，現有的預測方法具備很大的局限性，表現為:礦井支柱的變形需要人工測量，測量存在誤差，由于數據的測量和計算監測需要人工進行，就會存在檢測人員未巡視至該區域而該區域發生了位移和沉降未被監測到，存在監管盲區。而且數據不能實時傳輸至中央控制室自動計算輸出結果，需要后續的人工測算才能知道位移是否發生，數據處理比較復雜，滯后性較為嚴重，不能實時反應出煤礦井下煤層的狀態。
[0003]目前的這些測量方法和技術都有局限，導致現有的煤層發生位移和沉降時的測試手段不科學、不精密，不能提前對發生沉降或即將塌方的煤層塊進行監測，導致了較多的安全事故。
【實用新型內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種煤層位移沉降的測量裝置及系統，用于解決現有技術中煤層發生位移和沉降時的測試手段不科學、不精密的問題。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0006]—種煤層位移沉降的測量裝置，包括圓柱體永磁鐵和固定測量單元，其中，固定測量單元至少包括支撐彈簧、通電導線、壓電陶瓷、旋轉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，通電導線設置在該圓柱體永磁鐵的下方，通電導線的長度等于支撐彈簧的直徑，通電導線的一端連接在第一外加電源上，通電導線的另一端連接在旋轉傳遞彈簧的一端，旋轉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。
[0007]優選地，在固定測量單元的中部外側位置同時設置有滑槽，在滑槽內設置可上下滑動的滑動槽片，槽片內有常開型干簧管連接的報警觸發器，并分別在兩端與第二外加電源連接。
[0008]另外，本實用新型還提供了一種煤層位移沉降的測量系統，包括上述煤層位移沉降的測量裝置，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量裝置，所述顯示模塊連接控制器。
[0009]優選地，還包括一紅外遙控接收模塊，適于接收對控制信號。
[0010]如上所述，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型解決了測試煤層位移沉降的各種弊端，不受測量監測不及時，不能實時測量和顯示等弊端的限制，并且解決了微觀測量和精確測量等問題，能實現煤層位移沉降微觀狀態下的顯示，并通過數據能實現實時傳輸，保證實時監控的精確性，并且設置了干簧管報警并聯電路，在位移超過限值時直接報警起到安全保護作用。
【附圖說明】
[0011]圖1顯示為一種煤層位移沉降的測量裝置的原理圖。
[0012]圖2顯示為一種煤層位移沉降的測量系統的原理圖。
[0013]元件標號說明
[0014]I圓柱體永磁鐵
[0015]2固定測量單元
[0016]21支撐彈簧
[0017]22通電導線
[0018]23第一外加電源
[0019]24旋轉傳遞彈簧
[0020]25壓電陶瓷[0021 ]3 滑槽
[0022]4干簧管
[0023]5報警觸發器
[0024]6滑動槽片
[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
【具體實施方式】
[0029]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0030]請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，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，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0031]請參閱圖1，本實用新型提供一種煤層位移沉降的測量裝置的原理圖，如圖所示，該煤層位移沉降的測量裝置包括圓柱體永磁鐵和固定測量單元2，其中，固定測量單元2至少包括支撐彈簧21、通電導線22、壓電陶瓷25、旋轉傳遞彈簧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，通電導線22設置在該圓柱體永磁鐵I的下方，通電導線22的長度等于支撐彈簧21的直徑，通電導線22的一端連接在第一外加電源23上，通電導線22的另一端連接在旋轉傳遞彈簧24的一端，旋轉傳遞彈簧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。
[0032]通過上述方案，可以將圓柱體永磁鐵I與煤層接觸，當圓柱體永磁鐵I向下移動時，此時固定測量單元2內的磁通量將從悉數變得逐漸密集，通電的金屬導線在變化的磁通量下發生洛倫磁力而順時針偏轉，而通電金屬導線的左端通過精密感應彈簧連接著壓電陶瓷25，發生偏轉時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生壓電效應，在壓電陶瓷25兩端產生差壓電動勢，并輸出電信號。
[0033]在具體實施中，請參閱圖2，為一種煤層位移沉降的測量系統的原理圖，如圖所示，可以將上述煤層位移沉降的測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對煤層位移沉降的測量裝置輸出的電信號進行處理以后進行顯示，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，還可以包括一適于顯示處理結果的顯示模塊10，該顯示模塊10連接在控制器9上。
[0034]在具體實施中，還可以設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對控制器進行控制，防止了由于物理按鍵控制容易產生靜電的情況，從而避免隱患事故。
[0035]在具體實施中，再結合圖1，在固定測量單元2的中部外側位置同時設置有滑槽3，在滑槽內設置可上下滑動的滑動槽片6，槽片內有常開型干簧管4連接的報警觸發器5，并分別在兩端與第二外加電源7的正負極相連。當固定測量單元2內的磁通量將從悉數變得逐漸密集時，干簧管4內部的兩個觸點被磁化后分別形成N級和S級；當固體永磁鐵不斷接近下沉至報警限值，固定測量單元內的磁通量逐漸增大到N級和S級之間的吸引力大于干簧管4固有的吸合值時，干簧管內的兩個觸點自動結合，整個線路被導通，報警觸發器5將自動被激發，此時提醒煤層位移沉降值超標，起到安全預警的作用。
[0036]本實用新型用于應用在煤礦領域中，通過測量煤層發生位移時的磁通量變化施加在通電導線22上的力所引起的差壓電動勢的變化值來監測煤層位移沉降情況，以及干簧管在磁通量變化引起的通斷情況來實現煤層位移沉降監控，通過設定煤層位移報警限值來實現提前預警，起到監測和預警的作用。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0037]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種煤層位移沉降的測量裝置，其特征在于:包括圓柱體永磁鐵和固定測量單元，其中，固定測量單元至少包括支撐彈簧、通電導線、壓電陶瓷、旋轉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，通電導線設置在該圓柱體永磁鐵的下方，通電導線的長度等于支撐彈簧的直徑，通電導線的一端連接在第一外加電源上，通電導線的另一端連接在旋轉傳遞彈簧的一端，旋轉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。2.根據權利要求1所述的煤層位移沉降的測量裝置，其特征在于:在固定測量單元的中部外側位置同時設置有滑槽，在滑槽內設置可上下滑動的滑動槽片，槽片內有常開型干簧管連接的報警觸發器，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量系統，其特征在于，包括: 權利要求1或2所述的煤層位移沉降的測量裝置，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量裝置，所述顯示模塊連接控制器。4.根據權利要求3所述的煤層位移沉降的測量系統，其特征在于:還包括一紅外遙控接收模塊，適于接收對控制信號。
【文檔編號】G01C5/00GK205426138SQ201521047053
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月15日
【發明人】刁家久, 蘇寧, 李健, 石成曉
【申請人】重慶梅安森科技股份有限公司