[发明专利]一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置及使用方法

权利要求书

1.一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，其特征在于：包括柔性压力带、多通道信号接收器、信号放大器和数据存储分析仪，其中柔性压力带包括呈矩形的上硅胶薄片和下硅胶薄片，上硅胶薄片和下硅胶薄片之间矩形阵列布置有若干个柔性压力传感器，柔性压力带平铺埋设于相似模拟实验台内，柔性压力传感器与多通道信号接收器的信号输入端相连，多通道信号接收器的信号输出端通过信号放大器与数据存储分析仪连接，数据存储分析仪对相似模拟实验台内部压力场变化的实时显示和记录。

2.根据权利要求1所述的一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，其特征在于：沿上硅胶薄片和下硅胶薄片宽度方向对应的若干个柔性压力传感器为一列传感器组，每列传感器组均通过扁平传输线串联，每五列传感器组的扁平传输线集成为一束信号输出线对应连接到多通道信号接收器的信号输入端。

3.根据权利要求1所述的一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，其特征在于：多通道信号接收器包括集成电路板，集成电路板上设有CPU、信号输出端、电源接口、电源开关、压力显示屏、集成电路板、信号输入端和矫正旋钮；信号输入端实时收集压力数据通过压力显示屏显示柔性压力传感器测试到的压力值。

4.根据权利要求2所述的一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，其特征在于：信号放大器包括集成信号输出端、信号集成装置和单信号输入端。

5.根据权利要求2所述的一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，其特征在于：数据存储分析仪包括存储运行器、键盘、鼠标和显示器。

6.采用如权利要求5所述的一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）在相似模拟实验台内平铺柔性压力带，在柔性压力带上方摊铺相似模拟材料；

（2）使用多个多通道信号接收器，将穿出相似模拟实验台的每束信号输出线对应与一个多通道信号接收器的信号输入端连接，同时将每个多通道信号接收器的信号输出端对应与信号放大器的一个单信号输入端连接，信号放大器的集成信号输出端与数据存储分析仪连接；

（3）多通道信号接收器的电源接口连接7v电压电源，打开电源开关，每个压力显示屏上就会显示五列传感器组的数值，在实验开始前，旋转矫正旋钮，对柔性压力传感器进行调零，之后可开始实验；

（4）对相似模拟实验台内的相似模拟材料施加模拟煤矿井下煤层受到的压力，柔性压力传感器将该压力信号数据以电信号的方式传递给多通道信号接收器，多通道信号接收器的压力显示屏可显示压力的大小，也进一步将信号传递给信号放大器，信号集成装置将信号转换为集成信号并将信号得到进一步放大输送给数据存储分析仪；

（5）对相似模拟材料中的模拟煤层进行开挖，使得相似模拟实验台内原有的压力场发生变化，柔性压力传感器可将监测到动态的压力数据以电信号的方式传递给多通道信号接收器，多通道信号接收器的压力显示屏可显示压力的大小，也进一步将信号传递给信号放大器，信号得到进一步放大输送给数据存储分析仪，数据存储分析仪接收并记录来自压力带各柔性压力传感器的压力值，基于等高线计算方法，实时计算出压力等高线和各压力带上的压力场，在数据存储分析仪上完成数据的显示和分析，并绘制出压力等高线和压力场云图，并将数据保存起来备调用。

7.根据权利要求6所述的一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置的使用方法，其特征在于：步骤（1）中平铺柔性压力带的具体过程为：先将下硅胶薄片平铺在相似模拟实验台内，然后在下硅胶薄片上放置已经通过扁平传输线连接好的若干列传感器组，将扁平传输线拉直并将所有的柔性压力传感器呈矩形阵列布置，然后再将上硅胶薄片铺设到柔性压力传感器上部并将其覆盖。