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专利号: 2020101963971
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的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,包括:

壳体(10),所述壳体(10)内部具有第一腔室(11)和第二腔室(12),且所述第一腔室(11)内形成有止挡部(111);

至少一个传递杆(20),所述传递杆(20)可活动地连接在所述壳体(10)中,传递杆(20)的两端分别延伸至第一腔室(11)和第二腔室(12)内,且位于所述第一腔室(11)内的所述传递杆(20)的一端抵止在止挡部(111)上;

转杆(30),所述转杆(30)的一端可枢转地连接在所述第二腔室(12)内,所述转杆(30)的另一端上配置有捕风板(31),且所述捕风板(31)正对矿井巷道风流流动方向;

光纤光栅(40),所述光纤光栅(40)连接在止挡部(111)上,用于测量所述止挡部(111)的曲率变化,且所述光纤光栅(40)通过光纤(70)与解调器相耦接;

其中,当所述转杆(30)在矿井巷道风流作用下摆动时,所述转杆(30)与所述传递杆(20)相接触,并使所述传递杆(20)具有向所述第一腔室(11)运动的趋势。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,所述传递杆(20)包括第一传递杆(21)和第二传递杆(22),且第一传递杆(21)、第二传递杆(22)分别配置在所述转杆(30)与第二腔室(12)枢转连接处的两侧,当矿井巷道风流吹向第一方向时,所述转杆(30)向第一方向摆动,所述转杆(30)与所述第一传递杆(21)相接触,使得所述第一传递杆(21)具有向第一腔室(11)运动的趋势;

当矿井巷道风流吹向第二方向时,所述转杆(30)向第二方向摆动,所述转杆(30)与所述第二传递杆(22)相接触,使得所述第二传递杆(22)具有向第一腔室(11)运动的趋势。

3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,所述壳体(10)内配置有隔离体(13),将所述壳体(10)内部隔离出第一腔室(11)和第二腔室(12),且所述隔离体(13)上配置有连通第一腔室(11)和第二腔室(12)的通孔(131),所述传递杆(20)适于可滑动地配置在所述通孔(131)内。

4.根据权利要求3所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,还包括:

弹性件(50),所述弹性件(50)的一端与所述传递杆(20)相连,其另一端与所述通孔(131)相连,使得所述传递杆(20)在受到所述转杆(30)的驱动时,所述传递杆(20)具有恢复初始位置的弹性力。

5.根据权利要求4所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,所述弹性件(50)包括压缩弹簧、拉伸弹簧和弹片三者中的一个。

6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,所述第二腔室(12)内配置有连接梁(121),所述连接梁(121)的一端与所述第二腔室(12)的侧壁相连,其另一端与所述转杆(30)可枢转地连接。

7.根据权利要求4所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,所述止挡部(111)由所述第一腔室(11)的一端向其另一端延伸,且所述传递杆(20)抵止在所述止挡部(111)远离第一腔室(11)内壁的一端。

8.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,所述传递杆(20)位于所述第二腔室(12)的一端可滚动地连接有钢珠(201),所述钢珠(201)与所述转杆(30)相对设置,当所述转杆(30)发生摆动时,所述钢珠(201)与所述转杆(30)相接触。

9.根据权利要求8所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,其特征在于,所述转杆(30)上与所述传递杆(20)相对的一侧设有沿着其长度方向延伸的滑槽(301),所述钢珠(201)适配在所述滑槽(301)内,其中,所述滑槽(301)的长度不小于所述传递杆(20)的移动量。

10.一种基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置的测量方法,其特征在于,所述测量方法使用如权利要求1至权利要求9中任意一项所述的基于光纤光栅的煤矿巷道风速测量装置,所述测量方法包括如下步骤:首先由捕风板(31)捕捉矿井巷道风流,使得所述转杆(30)旋转一定角度,在转动过程中,转杆(30)通过传递杆(20)将其转动角度转换为止挡部(111)的曲率变化;然后由光纤光栅(40)检测止挡部(111)的曲率变化并相对应地输出光纤光栅(40)的中心波长的变化量;最后由光纤光栅(40)的中心波长计算得到风速。