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专利号: 2017105618292
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:支架运行姿态在线监测方法,在待监测液压支架中选择部分作为采集分站,将压力光纤光栅传感器、位移光纤光栅传感器、倾角光纤光栅传感器安装在采集分站中的液压支架上,各个传感器的尾纤通过接线盒与矿用光缆相连,矿用光缆将光信号传输到光纤光栅解调仪;光纤光栅解调仪将光信号解调为数字信号并传输至计算机系统中保存分析,通过屏幕和键盘实现人机交互,实现对液压支架运行姿态的实时监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:按照如下步骤进行实施:

步骤一:在井下工作面选择若干液压支架组成采集分站;

步骤二:倾角光纤光栅传感器分别安装在采集分站内液压支架的顶梁、掩护梁、前连杆和底座上,用来监测液压支架的顶梁俯仰角及液压支架左右倾角和高度;压力光纤光栅传感器通过油管与采集分站内液压支架立柱上的接压口连接,用来监测立柱腔内压力;位移光纤光栅传感器安装在采集分站内液压支架的立柱上,用来监测立柱的伸缩量;

步骤三:倾角光纤光栅传感器、压力光纤光栅传感器和位移光纤光栅传感器的尾纤通过接线盒与矿用光缆相连,矿用光缆将光信号传输到光纤光栅解调仪;

步骤四:光纤光栅解调仪将光信号解调为数字信号并传输至计算机系统中保存,计算机系统进行进一步处理分析,并通过屏幕和键盘实现人机交互,实现对液压支架运行姿态的实时监测。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:所述的采集分站包括:液压支架、顶梁、倾角光纤光栅传感器、压力光纤光栅传感器、位移光纤光栅传感器、掩护梁、前连杆、接压口、油管、底座、液压支架立柱、尾纤、接线盒、矿用光缆、光纤光栅解调仪、计算机系统;倾角光纤光栅传感器分别安装在液压支架的顶梁、掩护梁、前连杆和底座上;压力光纤光栅传感器通过油管与液压支架立柱上的接压口连接;位移光纤光栅传感器安装在液压支架立柱上;倾角光纤光栅传感器、压力光纤光栅传感器和位移光纤光栅传感器的尾纤通过接线盒与矿用光缆相连,矿用光缆将光信号传输到光纤光栅解调仪,光纤光栅解调仪将光信号解调为数字信号并传输至计算机系统中保存,计算机系统进行进一步处理分析,并通过屏幕和键盘实现人机交互,实现对液压支架运行姿态的实时监测。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:计算机系统包括:数据管理子系统、三维仿真子系统、评价决策子系统和人机交互子系统;所述的数据管理子系统,具有数据采集保存、分析处理、实时预测的功能;所述的三维仿真子系统,具有支架模型与数据整合,支架可视化的功能;所述的评价决策子系统,具有根据数据分析进行综合评价、提出建议、辅助决策的功能;所述的人机交互子系统,具有数据的屏幕显示、人工输入及打印功能。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:所述的倾角光纤光栅传感器和位移光纤光栅传感器均包含1个应变光栅和1个温补光栅,压力光纤光栅传感器包含2个应变光栅和2个温补光栅。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:所述的液压支架架型为支撑掩护式或掩护式。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:所述的倾角光纤光栅传感器、压力光纤光栅传感器和位移光纤光栅传感器均为不锈钢封装,为单端出光纤。

8.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤光栅传感的支架运行姿态在线监测方法,其特征在于:所述的光纤光栅解调仪放置在井下变电所或地面科室。