[发明专利]用于矿山开采相似材料模拟实验的无线测量装置及方法

说明书

公开了一种用于矿山开采相似材料模拟实验的无线测量装置及其测量方法，传感器(7)包括与上承载板(4)和下承载板(6)紧密接触的弹性元件(14)和检测弹性元件(14)变形的变形检测元件(15)，上承载板(4)和下承载板(6)分别通过连接螺栓(2)与弹性元件(14)定位使得施加在上承载板(4)上的载荷作用于弹性元件(14)，变形检测元件(15)生成测量信号，数据采集模块(8)连接所述传感器(7)以采集所述测量信号，带有天线(1)的无线通信模块(9)连接所述数据采集模块(8)以无线传输测量信号，天线(1)从上承载板(4)和保护壳(10)之间伸出。

技术领域

本发明涉及相似材料模拟领域，特别是一种用于矿山开采相似材料模拟实验的无线测量装置及其测量方法。

背景技术

相似材料模拟实验广泛应用于采矿工程领域，实验过程中，如何采用先进的测试方法获取真实可靠的实验数据是实验成功与否的关键所在，实时监测回采工作面前后方、回采工作面下方以及回采工作面后方煤体中的压力分布规律，可对现场工作面来压强度和来压步距作以预测，为支架选型等提供科学依据。目前，在相似材料模拟实验中，用于监测煤层覆岩压力测试的传感器多为尺寸相对较大的有线传感器，同时，外部配备数据采集仪及软件，整个系统较为复杂，给实验带来诸多不便，为了克服现有测力系统的不足，研制了一种尺寸较小的无线测力传感器。

专利文献CN104614103 A公开的一种无线无源预应力传感器，用于检测建筑结构中钢筋预应力变化的信息，由射频模块、电源模块、数据模块和调制模块组成；信号由外部设备发射，经由射频模块到达传感器，经过电源模块处理成为稳定电压为整个传感器供电，数据模块将采集到的模拟信号转化为数字信号，并经调制模块将数据调制到射频信号上，由外部设备解调获取。该专利实现以无线无源的轻便方式对建筑的健康性进行定期或者长期的检测，但该专利没有上下承载板，无法精确测量承受的载荷，且无线信号微弱，实用性差，该专利的可操作性比较差，无法得知设在建筑结构内的工作状态、信号是否正常等。

专利文献CN106128259 A公开的一种相似材料模拟断层试验装置包括框架，所述框架包括上横梁、下横梁和侧柱，所述下横梁上安装夹板，所述夹板可以在下横梁上滑动并可在下横梁上固定，所述夹板铰接转动板，所述转动板中央设置长槽，所述长槽中安装可沿长槽滑动的T型板，所述T型板包括间隔板和限位板，所述上横梁下方固定设置两条横梁支撑梁，所述侧柱内侧固定设置两条侧柱支撑梁，所述上横梁下方竖直安装加压系统，所述两侧柱内侧横向安装加压系统，所述左右两侧柱内侧分别设置挡板支撑板，所述挡板支撑板可活动的安装在上下横梁上并可沿上下横梁左右滑动，所述左右两挡板支撑板之间安装挡板，所述挡板可相对于两挡板支撑板左右滑动；所述加压系统包括下压装置、两个上顶装置、托架、加压垫板、压力传感器和处理器，所述托架包括底板和与底板固定连接的两个侧翼，所述下压装置的活塞杆向下顶在托架的底板上，上顶装置的活塞杆向上顶在托架的侧翼下方，托架下方设置加压垫板，加压垫板和托架之间设置压力传感器，所述压力传感器连接处理器，所述下压装置和上顶装置连接处理器；竖直安装的加压系统的下压装置的缸筒固定安装在上横梁上，上顶装置的缸筒固定安装在横梁支撑梁上，横向安装的加压系统的下压装置的缸筒固定安装在侧柱上，两个上顶装置的缸筒固定安装在两侧柱支撑梁上。该专利施加的实际压力与理论压力接近，实验的测量结果精准，但该专利结构复杂，无法便携地获得检测信号，且无线信号微弱，实用性差，该专利的可操作性比较差，无法得知设在建筑结构内的工作状态、信号是否正常等。