[发明专利]一种基于感应原理的非接触式煤岩带电监测传感器标定系统及方法

说明书

一种基于感应原理的非接触式煤岩带电监测传感器标定系统及方法，包括有信号发生模块、极板电压监测模块、感应电荷量采集模块和屏蔽接地模块；信号发生模块包括有信号发生器和功率放大器，极板电压监测模块包括有电容式平行极板、电压表和数据采集器，感应电荷量采集模块包括有传感器敏感元件、带电监测传感器和数据采集器，屏蔽接地系统包括屏蔽箱和接地连接线。本发明创造通过上述结构，配合相应方法，提供了一种非接触方式、监测准确、造价低廉、使用方便、操作简单的标定系统及方法，填补了现有技术中针对煤岩带电监测传感器标定的空缺。

技术领域

本发明属于传感器标定技术领域，具体涉及一种煤矿用基于感应原理的非接触式煤岩带电监测传感器标定系统及方法。

背景技术

冲击地压等煤岩动力灾害发生过程是煤岩内部能量积聚和释放的力学过程，该过程伴随煤岩体电荷信号的产生，能够间接反映煤岩内部状态，煤岩带电监测传感器能够对煤岩破裂过程中的电荷信号进行监测，通过电荷信号综合反映冲击地压现象过程中各阶段的破坏特征,对于冲击地压的预测具有重要意义。

尽管电荷感应方法能够预测冲击危险的发生，但目前现有非接触式煤岩带电监测传感器仅能对煤岩变形破坏过程中的电荷信号进行定性研究，未对煤岩带电监测传感器进行系统性标定，造成煤岩破坏带电监测设备的主要技术指标无法确定，成为制约煤矿动力灾害电荷监测技术的瓶颈，同时目前我国尚未有作为计量标准的非接触式煤岩带电监测传感器标定标准。为了定量研究煤岩破坏产生电荷量大小并确定电荷监测设备的技术指标，有必要对煤岩带电监测传感器进行系统性标定，为应用传感器进行室内试验和现场试验定量研究提供依据。

发明内容

针对目前尚未有作为计量标准的带电监测传感器标定实验方法问题，本发明提供一种基于感应原理的非接触式煤岩带电监测传感器标定系统及方法，该套标定系统及其方法能够对煤矿用非接触式煤岩带电监测传感器进行标定，标定后能够实现对煤岩破裂过程中释放的电荷信号变化规律进行定量分析，对于煤岩变形破坏、冲击地压等灾害监测具有重要意义，且标定系统设计科学合理，造价低廉、结构简单，使用方便，标定方法简便易行。

为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案为：一种基于感应原理的非接触式煤岩带电监测传感器标定系统，其特征在于：包括有信号发生模块、极板电压监测模块、感应电荷量采集模块和屏蔽接地模块；

信号发生模块产生信号源并与极板电压监测模块连接，通过电压监测模块记录电压变化信号；感应电荷量采集模块由传感器敏感元件、带电监测传感器和数据采集器依次串联组成，记录敏感元件感应电荷量变化；极板电压监测模块中的电容式平行极板和感应电荷量采集模块中的感应器件设置在屏蔽接地模块中的屏蔽箱内，屏蔽箱通过接地连接线与大地相连，屏蔽外界干扰信号。

信号发生模块：由信号发生器产生信号源，其输出端连接功率放大器，经功率放大后一端极板电压监测模块的电容式平行极板一侧，另一端连接电容式平行极板的另一侧；

所述的极板电压监测模块：电容式平行极板上并联有电压表，数据采集器与电压表相连记录极板两端电压变化；

所述的感应电荷量采集模块：感应电荷量采集模块由传感器敏感元件、带电监测传感器和数据采集器依次串联组成，传感器敏感元件放置于电容式平行极板中心位置，并与带电监测传感器相连；

屏蔽接地模块：包括屏蔽箱和接地连接线，电容式平行极板、传感器敏感元件、带电监测传感器均置于屏蔽箱之中，屏蔽箱通过接地连接线与大地相连，屏蔽外界干扰信号。

一种基于感应原理的非接触式煤岩带电监测传感器标定系统进行试验的方法，其特征在于：其步骤为：

步骤1)根据连接试验系统，将屏蔽箱使用接地连接线连接大地，消去屏蔽箱及其内部测量支架表面电荷；