一種多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及一種多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置，該裝置包括：分別與球體(4)上下連接的連接軟管(1)，置于連接軟管(1)中的通訊線(2)，置于球體(4)內(nèi)表面上的應變片(3)，球體(4),通過連線一端與上端連接軟管(1)連接、另一端與主板(6)連接的九軸姿態(tài)儀芯片(5)，置于球體外殼(4)內(nèi)并與下端連接軟管(1)連接的主板(6)。本發(fā)明專利技術的有益效果在于：該裝置結構簡單、操作方便。不僅能夠準確監(jiān)測充填后的采空區(qū)是否存在大的裂縫或充填體質(zhì)量的變化情況，也能夠用于監(jiān)測地下周圍充填物和地下工程的應力和應變情況。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置
本專利技術涉及一種多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置，具體涉及對礦山采空區(qū)填充質(zhì)量或地下工程進行應力應變監(jiān)測分析的裝置，屬于地質(zhì)災害監(jiān)測、采空區(qū)充填質(zhì)量監(jiān)測領域。
技術介紹
早期我國受采礦技術水平的制約，許多采礦方法采用空場結構或房柱結構，這種采礦方式造成很多危險的采空區(qū)遺留。采空區(qū)對上部及周邊的建筑物或道路形成一定的危險性，且某些采空區(qū)對井下工作面也構成一定的威脅，對今后的生產(chǎn)帶來安全隱患。近幾年我國發(fā)生過多次地面塌陷、采空區(qū)冒落事件，國家加強對采空區(qū)治理，其中一種方法就是對采空區(qū)進行充填，以此來治理采空區(qū)塌陷引起的災害。但是采空區(qū)充填的質(zhì)量如何，充填后是否仍然存在安全隱患，現(xiàn)在并沒有相關技術手段進行檢測和驗證。在復雜的節(jié)理裂隙、應力、地下水、巖體形態(tài)和力學參數(shù)等地質(zhì)條件下，地下工程開挖改變原巖應力場和天然巖土/巖體的結構，工程的安全在很大程度上取決于圍巖本身的力學特性及自穩(wěn)能力?，F(xiàn)有的監(jiān)測手段無法達到多方向應力-應變監(jiān)測，更難以實時監(jiān)測和并入信息化監(jiān)測系統(tǒng)中。本專利技術提供的多方向和可組合的球形應力應變監(jiān)測裝置，經(jīng)文獻檢索，未見與本專利技術相同的公開文獻報道。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足，而提供一種多方向和可組合的球形應力應變監(jiān)測裝置，具體是對礦山采空區(qū)填充質(zhì)量或地下工程進行應力應變監(jiān)測分析的裝置。本專利技術針對采空區(qū)充填質(zhì)量和地下工程多方向應力-應變進行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結果結合采空區(qū)三維形態(tài)最終推演采空區(qū)充填質(zhì)量和地下工程應力應變的改變情況。本專利技術的多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置包括：分別與球體(4)的上下端部連接的連接軟管(1)，置于連接軟管(1)中的通訊線(2)，置于球體(4)內(nèi)表面上的應變片(3)，球體(4),通過連線一端與上端連接軟管(1)連接、另一端與主板(6)連接的九軸姿態(tài)儀芯片(5)，置于球體外殼(4)內(nèi)并與下端連接軟管(1)連接的主板(6)。本專利技術采用市購零件或材料按常規(guī)方法制備。本專利技術的有益效果在于：該裝置結構簡單、操作方便。不僅能夠準確監(jiān)測充填后的采空區(qū)是否存在大的裂縫或充填體質(zhì)量的變化情況，也能夠用于監(jiān)測地下周圍充填物和地下工程的應力和應變情況。附圖說明圖1為本專利技術裝置結構示意圖具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的詳述。本專利技術的多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置包括：分別與球體4的上下端部連接的連接軟管1，置于連接軟管1中的通訊線2，置于球體4內(nèi)表面上的應變片3，球體4、通過連線一端與上端連接軟管1連接、另一端與主板6連接的九軸姿態(tài)儀芯片5，置于球體外殼4內(nèi)并與下端連接軟管1連接的主板6。本專利技術采用市購零件或材料按常規(guī)方法制備。本專利技術的應力應變監(jiān)測裝置為球體4，其內(nèi)壁上均勻粘貼24片應變片3，保證監(jiān)測到來自各個方向的壓力和微小形變監(jiān)測。球體4內(nèi)置一個九軸姿態(tài)儀芯片5，用以獲得球安裝后的初始姿態(tài)，球體4外殼采用ABS材質(zhì)避免對地磁磁場的干擾和屏蔽,同時保證安裝在地下時能夠防止設備破壞。球體4內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集主板6，該主板6對九軸姿態(tài)儀5和各應變片3的數(shù)據(jù)進行采集，通訊線2將數(shù)據(jù)傳輸至上位系統(tǒng)中。九軸姿態(tài)儀芯片5采用485通訊技術,通過地磁分量計算獲得裝置當前的方位，通過計算重力加速度分量獲得裝置當前的傾角，利用裝置當前的轉動與裝置安放時的偏差獲得轉角，確定裝置當前的姿態(tài)。球體4內(nèi)壁上均勻粘貼24片應變片3，當球體4受到擠壓后產(chǎn)生形變，引起應變片3上電阻芯片的變化，從而得到其應變值。通過九軸姿態(tài)儀5確定不同時期的姿態(tài)，得知受力方向和應變大小，肯定整個充填物的擠壓方向和充填物的質(zhì)量情況。本專利技術的應力應變監(jiān)測裝置需要進行實地安裝，首先進行選址，確定孔深，同時確定所需要的裝置數(shù)量，根據(jù)裝置數(shù)量進行組裝。裝置在組裝初要在現(xiàn)場進行磁場校正，即手持裝置，在空中旋轉幾圈完成磁場校正。每個裝置之間采用不銹鋼軟管1進行鏈接，通訊線2在不銹鋼軟管1內(nèi)串接。裝置間距根據(jù)實際情況確定。已填充的采空區(qū)采用打孔方式將裝置放入其中，裝置放置后再填充相同介質(zhì)的填充物，讓其與周圍填充物充分融合。新填充的采空區(qū)，在其填充后2天內(nèi)且填充物未完全凝固時，進行打孔，將裝置垂直下放到孔中，粗略確定初始姿態(tài)，用于后期數(shù)據(jù)分析。裝置下放到指定位置后，將孔進行填埋，留出通訊線纜2。通訊線2連接到采集主板6上的數(shù)采模塊的接口上，數(shù)采模塊與信號轉換模塊進行連接，然后根據(jù)現(xiàn)場情況能夠采用信號線、光纖、網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)分析處理模塊設備內(nèi)，數(shù)據(jù)分析處理模塊與展示模塊設備在共同網(wǎng)絡內(nèi)，最終實現(xiàn)這個系統(tǒng)的搭建。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置包括：分別與球體(4)的上下端部連接的連接軟管(1)，置于連接軟管(1)中的通訊線(2)，置于球體(4)內(nèi)表面上的應變片(3)，球體(4)、通過連線一端與上端連接軟管(1)連接、另一端與主板(6)連接的九軸姿態(tài)儀芯片(5)，置于球體外殼(4)內(nèi)并與下端連接軟管(1)連接的主板(6)。

【技術特征摘要】
1.一種多方向且能組合的球形應力應變監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置包括：分別與球體(4)的上下端部連接的連接軟管(1)，置于連接軟管(1)中的通訊線(2)，置于球體(4)內(nèi)表面...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：周罕，王日東，張向陽，于艷萍，汪德文，趙春才，速田勇，趙偉，張文方，方長輝，吳濤，張坤斌，
申請(專利權)人：中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院，威海晶合數(shù)字礦山技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：云南,53