[发明专利]杆式岩层位移监测仪及系统

权利要求书

1.一种杆式岩层位移监测仪，包括位移传感单元和信息采集处理单元，其特征在于：所述位移传感单元包括传感器框架、位移传递机构、使用光栅检测法将位移转换为电信号的光栅位移检测器单元、位移方向识别器单元；

所述传感器框架的结构如下：筒状的传感器壳体(16、16’、16”)右端上下两侧对径开有轴向的矩形滑槽(22、22’、22”)，所述传感器壳体(16、16’、16”)内从左至右依次安装有第一支承板(2A、2A’、2A”)、第二支承板(2B、2B’、2B”)、第三支承板(2C、2C’、2C”)，所述矩形滑槽(22、22’、22”)左侧装有左密封堵头(6A、6A’、6A”)，右侧装有右密封堵头(6B、6B’、6B”)；

所述位移传递机构的结构如下：在所述传感器壳体(16、16’、16”)外装有始终罩住所述矩形滑槽(22、22’、22”)的位移套筒(12、12’、12”)，两端固定在所述位移套筒(12、12’、12”)上的连动杆(5、5’、5”)穿过所述矩形滑槽(22、22’、22”)，所述连动杆(5、5’、5”)的中间部位用连动套(11、11’、11”)固定在位移连动杆(21、21’、21”)上，所述位移连动杆(21、21’、21”)可滑动地穿过所述左密封堵头(6A、6A’、6A”)和所述第三支承板(2C、2C’、2C”)并与所述光栅位移检测器单元连接；

所述光栅位移检测器单元的结构如下：上导向滑轨(20A、20A’)和下导向滑轨(20B、20B’)两端分别固定在所述第一支承板(2A、2A’、2A”)和所述第三支承板(2C、2C’、2C”)上，左导向滑块(19A、19A’)和右导向滑块(19B、19B’)分别安装在所述第二支承板(2B、2B’、2B”)两侧的所述上导向滑轨(20A、20A’)和所述下导向滑轨(20B、20B’)之间，贴有第一动光栅板(14、14’)的第一有机玻璃板(15、15’)穿过所述第二支承板(2B、2B’、2B”)的滑槽，所述第一有机玻璃板(15、15’)的左端安装在所述左导向滑块(19A、19A’)上，所述第一有机玻璃板(15、15’)的右端安装在所述右导向滑块(19B、19B’)上并通过所述右导向滑块(19B、19B’)与所述位移连动杆(21、21’、21”)相连接，带有一个第一小定光栅板的第一光电耦合器(3、3’、3”)安装在所述第二支承板(2B、2B’、2B”)上，所述第一动光栅板(14、14’)在所述第一光电耦合器(3、3’、3”)凹槽内的部分与所述第一小定光栅板紧密接触，所述第一光电耦合器(3、3’、3”)的信号线和电源线连接在所述传感器框架左侧的第一接线端子(1、1’、1”)上；

所述位移方向识别器单元的结构如下：微动滑块(7、7’、7”)套在所述位移连动杆(21、21’、21”)上，传动杆(10、10’、10”)左端固定在所述的微动滑块(7、7’、7”)上，右端连接微动杆(9、9’、9”)，所述微动杆(9、9’、9”)右侧为第一电路板(8、8’、8”)上的触点开关(18、18’、18”)，所述第一电路板(8、8’、8”)固定在所述传感器壳体(16、16’、16”)上；所述触点开关(18、18’、18”)连接所述第一接线端子(1、1’、1”)，所述微动滑块(7、7’、7”)可在所述位移连动杆(21、21’、21”)上滑动，其摩擦力通过所述传动杆(10、10’、10”)拉动所述微动杆(9、9’、9”)在两块所述第一电路板(8、8’、8”)构成的滑槽内做微小转动，从而触发所述触点开关(18、18’、18”)，即可判别位移方向；

所述第一接线端子(1、1’、1”)连接至所述信息采集处理单元，所述信息采集处理单元中有一第一单片机控制模块(408)，其输入口通过第二接线端子(402A)连接所述光栅位移检测单元的所述第一接线端子(1、1’、1”)，所述第一单片机控制模块(408)分别连接第一声光报警模块(406)、第一无线通信模块(401)和第一485通信模块(407)，所述第一485通信模块(407)连接485总线，所述第一无线通信摸块(401)与遥控器实现无线通信，所述第一无线通信摸块(401)、所述第一声光报警模块(406)、所述第一485通信模块(407)和所述第一单片机控制模块(408)安装在所述岩层位移监测仪的信息采集处理单元壳体(403)内的第二电路板(404)上，由一个电源转换模块(405)为所述第二电路板(404)上的元件供电。