[发明专利]同源监测的应力和声发射集成传感器、监测方法、安装方法

权利要求书

1.一种同源监测的应力和声发射集成传感器，其特征在于，所述同源监测的应力和声发射集成传感器包括传感器装置；所述传感器装置内依次放置：声发射探头、放大器、应力传感器、定向传感器以及线路板；

所述声发射探头包括：压电陶瓷晶体、导向头；所述压电陶瓷晶体前端面与导向头后端面采用平面接触，且压电陶瓷晶体与后端的放大器一体化；利用压电陶瓷晶体接收岩体受载破裂产生的弹性波，并将幅值、振动次数转化为电信号；

所述应力传感器包括：液压缸体、弹性体和承压片；所述液压缸体通过活塞、连接装置连接弹性体，承压片安装在弹性体一侧，受压后通过承压片连接液压缸体端部的测压装置，得到压力数值；

线路板通过供电线路连接放大器、定向传感器；

所述传感器装置还包括：所述传感器装置尾部安装的用于调节承压片安装角度的调节旋钮；

所述传感器装置封装于圆柱体刚性腔槽内，所述圆柱体刚性腔采用钢结构材料；

所述传感器装置还包括：测压装置，位于液压缸体前端，通过供电线路连接放大器；

所述同源监测的应力和声发射集成传感器进一步包括采集器、存储器；

采集器与传感器装置和存储器之间通过光纤通讯；采用主站电源供电或采集器电池供电；

所述采集器用于声发射信息采集和应力信息采集，采用触发式采集方式，通过单片机控制，实现信息集成采集；

所述存储器与采集器集成在一起，用于接收采集得到的声发射信息和应力信息，接收来自系统主机站的指令，实现间隔时间上传监测信息；信息上传后，存储器接收指令自动清空监测信息；

所述采集器工作模式分为调试模式、安装模式和正常采集模式；调试模式分为声发射探头校准模式、倾角调试和应力调试，用于初始校准；安装模式用于现场安装时显示传感器前端与耦合剂的接触性和承压片的角度；

正常采集模式包括声发射参数采集和应力值采集，利用单片机控制声发射采集以秒为间隔，应力采集以小时为间隔；声发射次数、能量、振幅和应力值在显示窗交替显示；整个采集器和存储器封装于钢化防爆外壳内。

2.如权利要求1所述的同源监测的应力和声发射集成传感器，其特征在于，所述显示窗包括：安装模式按钮；调试模式按钮、采集模式按钮、螺纹连接装置、供电线路、电源接口、采集显示窗口、仪器编码显示窗口。

3.一种如权利要求1~2任意一项所述同源监测的应力和声发射集成传感器的监测方法，其特征在于，所述同源监测的应力和声发射集成传感器的监测方法包括：

在同一个监测源获取应力和声发射两种岩体受载过程的伴生信息，并实现两种信息的分类存储和传输。

4.一种如权利要求1~2任意一项所述同源监测的应力和声发射集成传感器的安装方法，其特征在于，所述同源监测的应力和声发射集成传感器的安装方法包括：

将钻孔后的孔底放入水泥砂浆或黄油耦合剂，将集成传感器装置推入孔底与耦合剂充分接触，然后调整传感器装置尾部调节按钮，使承压片与孔壁充分接触，施加预应力到一定数值后，完成传感器装置的安装；供电线路从安装钻孔引出，集成了采集器和存储器的显示装置布置在监测孔口位置。

5.一种如权利要求1~2任意一项所述同源监测的应力和声发射集成传感器在硬岩矿山应力监测、位移监测、声发射监测和微震监测预警上的应用。